Calcule a potência ativa, reativa, aparente e o fator de potência para:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que está pedindo para calcular a potência ativa, reativa, aparente e o fator de potência de um circuito onde a tensão e a corrente são dadas por:
Vamos precisar usar conceitos de circuitos de corrente alternada (CA), como valores eficazes (RMS), ângulos de fase e as fórmulas para calcular cada tipo de potência.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar os valores eficazes (também chamados de RMS) da tensão e da corrente. Os valores eficazes são importantes porque representam o equivalente em energia DC.
A fórmula para o valor eficaz de uma função senoidal $A \cdot sen(\omega t + \phi)$ é:
Aplicando isso:
Passo 3
Agora, vamos identificar os ângulos de fase da tensão e da corrente. A tensão está com um ângulo de +45°, e a corrente com -15°. A diferen��a de fase ($\phi$) é:
Passo 4
Com os valores eficazes e o ângulo de fase, podemos calcular a potência ativa ($P$), a potência reativa ($Q$) e a potência aparente ($S$).
A potência ativa é dada por:
A potência reativa é:
E a potência aparente é:
Passo 5
Vamos calcular cada potência:
Primeiro, a potência aparente:
Em seguida, a potência ativa:
Agora, a potência reativa:
Passo 6
Por fim, o fator de potência é a razão entre a potência ativa e a potência aparente:
Resposta
A potência ativa é 100 W, a potência reativa é 200 VAR, a potência aparente é 200 VA e o fator de potência é 0,5 (50 %).