Calcular o valor de um capacitor a ser acrescentado em paralelo com a rede e a carga
, para que se obtenha um fator de potência da entrada igual a um?
Passo 1
Então, temos um circuito que inclui uma resistência (
) e uma indutância (
) conectadas em paralelo. A tarefa é encontrar o valor de um capacitor que, quando adicionado nesse paralelo, faça com que o fator de potência na entrada do circuito seja igual a um. Isso envolve conceitos de fator de potência, circuitos R-L e capacitores, além de como corrigir o fator de potência usando capacitores.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é fator de potência. O fator de potência (FP) é uma medida que indica a eficiência com que a energia elétrica é convertida em trabalho útil. Ele é definido como o cosseno do ângulo de fase (
) entre a corrente e a tensão no circuito:
Um fator de potência igual a um significa que toda a energia está sendo usada de forma eficiente, sem perdas reativas.
Passo 3
Em um circuito R-L, a corrente atrasa em relação à tensão devido à presença da indutância. Isso cria potência reativa, que é indesejada para eficiência máxima. Para corrigir o fator de potência para um, precisamos adicionar uma capacitância que forneça potência reativa capacitiva, cancelando assim a potência reativa indutiva existente.
Passo 4
A reatância indutiva (
) do circuito R-L é dada por:
onde
é a frequência da rede.
Para cancelar essa reatância indutiva, a reatância capacitiva (
) do capacitor a ser adicionado deve ser igual a
:
A reatância capacitiva é dada por:
Passo 5
Igualando as duas reatâncias:
Resolvendo para
:
Resposta
O valor do capacitor a ser acrescentado é: