ATPS Eletricidade Aplicadata - Etapas 3,4 E 5

ETAPA 3 AULA-TEMA: CIRCUITOS MONOFÁSICOS.

Esta atividade, a ser realizada em grupo, é importante para que você possa aplicar o conhecimento adquirido em aulas teóricas da disciplina, bem como, consultando seu livro texto (PLT) ao final dessa etapa você, aluno, deverá estar apto a conhecer os circuitos monofásicos através de aplicações práticas, em especial, a correção de fator de potência.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1: Leia com atenção o texto Energia Elétrica - Tarifação. Disponível em: <http://www.agais.com/eletrica.htm>. Acesso em: 11 mai. 2011.

Passo 2 : Responda a seguintes questões:

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

Circuitos elétrico possuem potências ativas e reativas. As potências reativas refere-se a manutenção de campos elétricos, como os que ocorrem nas espiras dos motores elétricos. Enquanto as potencias ativas são as somatórias dos valores do aquecimento, resfriamento, iluminação e acionamento de equipamentos. Ao somar vetorialmente as potências ativas e reativas temos a potência total. Desta forma, define-se como fator de potência, a razão entre potência ativa e potência total, e seu valor varia entre 0 e 1.

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

Conforme legislação brasileira, o fator de potência deverá ter como limite mínimo o valor de 0,92. Caso ocorra valores menores o consumidor será penalizado. O registro do fator de potência ocorre em intervalos horários. Para o cálculo da fatura seleciona-se o menor valor ocorrido no mês em questão. Assim, dentre 700 registros mensais, seleciona-se o menor.

3)Descreva em linhas gerais como pode ser feita a correção do fator de potência da fábrica proposta no desafio?

Passo 3: Suponha que um sistema monofásico industrial possua uma demanda de 65 kW de potência ativa, 95 kVA de potência aparente e FP indutivo. Calcule 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.

KVAR = seno23º x 95 = 37,12KVAR.

Q(KVAR) = E^2 / Xc

Q = Potência Reativa

E = Voltagem

Xc = Reatância Capacitiva;

Portanto:

Em 127VCA, Xc = E^2/Q = 127^2 / 37000VA =

Xc = 0,44 Ohms;

Xc = 1/(2pi x f x C)

C = 1/(6,28 x 60Hz x 0,44 Ohms) = 6000uF 250V

ETAPA 4 AULA-TEMA: TRANSFORMADORES.

Esta atividade, a ser realizada em grupo, é importante para que você você possa aplicar o conhecimento adquirido em aulas teóricas da disciplina, bem como, consultando seu livro-texto (PLT) ao final dessa etapa você, aluno, deverá estar apto a conhecer os transformadores. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1: Pesquise 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.

Transformadores com núcleo ferromagnético:

Os transformadores de potência são invariavelmente construidos com nucleo de material ferromagnetico. Esses materiais devem possuir, além de alta permeabilidade magnética, uma resistividade eletrica 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 magnético.

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, conseqüentemente, necessita de maior forca magneto motriz de excitação. Se a permeabilidade relativa dos transformadores com núcleo de aço-silício é da ordem de alguns milhares, para os valores de densidade de fluxo utilizadas nos transformadores, um milímetro de entreferro num núcleo pode equivaler a metros de material ferromagnético, no que diz respeito a forca magneto motriz de excitação. Portanto, com núcleos de ar, a corrente magnetizante poderá ser relativamente elevada, a menos que o enrolamento possua uma grande quantidade de espiras, ou seja, excitado com freqüência elevada, para que ofereça à fonte uma grande reatância.

Por essa razão e pelo fato de as perdas magnéticas nos materiais ferromagnéticos crescerem mais do que proporcionalmente com a freqüência, os núcleos de ar ficam restritos quase que exclusivamente a pequenos transformadores de freqüências mais elevadas que as industriais.

Passo 2: Descubra quais as principais aplicações de cada um dos tipos de transformadores pesquisados.

Transformadores que têm acoplamento fraco(núcleo de ar, por exemplo) são usados em comunicação de rádio freqüências(RF) e em circuitos eletrônicos. Praticamente todos os transformadores usados em aplicações relativas a máquinas e potência, entretanto, são transformadores com núcleo de ferro, fortemente acoplados.

Passo 3: