Eletricidade Aplicada

ETAPA 3

Aula-tema: Circuitos Monofásicos (RLC série e paralelo)

Passo 1

Ler com atenção o texto sobre elétrica, disponível em:

Elétrica. Ano 2002. Disponível em:

<https://docs.google.com/open?id=0B9WATR68YYLOZjFkOGU5MmYtMzNlYi00Mjc5L

WI1ZTEtZjZhZDRhYTlhYmQx>. Acesso em: 02 nov. 2011.

Passo 2

Responder as seguintes questões:

1- Como o fator de potência pode influenciar na conta de energia elétrica?

R: Não influência, pois o fator de potência apenas mostra a quantidade de energia que é utilizada para realizar o trabalho num circuito elétrico. Quanto maior a potência, maior o rendimento do circuito, já que mais energia é utilizada para realizar trabalho. A outra parte da potência elétrica, chamada de potencia reativa é utilizada para criar os campos elétricos e magnéticos em circuitos indutivo-capacitivos. Ela não gera trabalho. A potência total, chamada de potência aparente, é a soma vetorial das potências ativa e reativa. O medidor de energia elétrica mede apenas a potencia ativa, já que o seu principio de funcionamento se baseia na medição de tensão e corrente, semelhante a um multímetro. Para tanto, se o fator de potencia for muito baixo, haverá uma grande dissipação de potencia reativa que não será medida pelo medidor. Em instalações residenciais, onde as cargas indutivas e capacitivas são pequenas, isso não costuma acontecer. Mas em instalações industriais, isso às vezes é um problema, sendo às vezes necessária a instalação de bancos de capacitores para aumentar o fator de potência e diminuir a potência reativa do circuito.

2- Qual o menor valor de referência para fator de potência estabelecido pela ANEEL?

R: Conforme estabelecido pela legislação brasileira, o que existe é um valor para que o consumidor não pague multa por baixo fator de potência, ou seja, um limite mínimo de 0,92.

3- Descreva, em linhas gerais, como pode ser realizada a correção do fator de potência da fábrica proposta no desafio.

R: Para a correção do fator de potência da fábrica o ideal seria uma revisão, e caso haja necessidade, uma revisão na parte de cabeamento e verificar de os mesmo estão adequados a corrente a ser suportado, verificar o dimensionamento dos motores e outros indutores que estão ligados ao circuito, utilizando os equipamentos e instalando capacitor onde necessário.

Passo 3

Calcular a capacitância do banco de capacitores para conectar-se em paralelo com o sistema de

modo a elevar o fator de potência resultante para um FP igual a 0,92, indutivo. Suponha que um

sistema monofásico industrial possua uma demanda de 65 kW de potência ativa, 95 kVA de

potência aparente e FP indutivo.

R: O ângulo formado rende a Impedância. Com isso, o sen 23º = KVAR / 95kva; Então: KVAR = sen 23º x 95 = 37,12KVAR. Para calcular o valor de capacitância do banco de capacitores (a reatância capacitiva deverá refletir a reatância indutiva), temos que: Q(KVAR) = E^2 / Xc, onde Q = Potência Reativa, E = Voltagem e Xc = Reatância Capacitiva; Portanto: Em 127VCA, Xc = E^2/Q = 127^2 / 37000VA = Xc = 0,44 Ohms;

Dado que: Xc = 1/(2pi x f x C) então: C = 1/(6,28 x 60Hz x 0,44 Ohms) = Cerca de 6000uF 250V.

ETAPA 4

Aula-tema: Geradores e Motores de Corrente Alternada, Transformadores

Passo 1

Pesquisar na Internet sobre as diferenças entre transformadores com núcleo ferromagnético e transformadores com núcleo de ar. Utilize as técnicas de aquisição de conhecimento empregadas nos passos anteriores. Descobrir quais as principais aplicações de cada um dos tipos de transformadores pesquisados.

R: Transformadores com núcleo ferromagnético: Os transformadores de potência são invariavelmente construídos com núcleo de material ferromagnético. Esses materiais devem possuir, além de alta permeabilidade magnética, uma resistividade elétrica relativamente elevada e uma indução residual relativamente baixa quando submetido a uma magnetização cíclica. Essas propriedades implicarão em baixa relutância e, portanto, em pequena absorção de corrente magnetizante e de potencia relativa de magnetização, baixas perdas por correntes parasitas e baixa perda por histerese magnética. Os aços-silício (ligas de ferro, carbono, silício) são os materiais ferromagnéticos que satisfazem as exigências dos núcleos desses transformadores. Nos transformadores maiores, onde se exige bom rendimento, as laminas são de aço-silício de grãos orientados, que além de alta permeabilidade quando excitados no sentido da laminação, apresentam baixíssimas perdas magnéticas especificas. Os transformadores de medida, bem como muitos do tipo de controle, também são constituídos com núcleo ferromagnético, seja laminado ou sintetizado, com a intenção de diminuir as perdas e a corrente magnetizante e melhorar o acoplamento magnético.

Transformadores com núcleo de ar: O núcleo de ar confere uma característica linear ao circuito magnético do transformador, e não apresenta perdas magnéticas, porém apresenta grande relutância, e,