Para o circuito determine O valor do capacitor a ser conectado para elevar o fator de potência a unidade.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você quer descobrir qual capacitor deve ser conectado no circuito para que o fator de potência (FP) chegue a 1, ou seja, seja unitário. Isso envolve entender um pouco sobre fator de potência, componentes do circuito e como os capacitores influenciam nisso. Vamos precisar das fórmulas de fator de potência e de reatividade para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o fator de potência (FP) é uma medida de quão eficientemente a energia está sendo usada no circuito. Ele é definido como o cosseno do ângulo entre a tensão e a corrente, ou seja,
. Um FP de 1 significa que toda a energia está sendo usada de forma eficiente, sem desperdício.
Passo 3
Atualmente, o circuito tem um fator de potência menor que 1, o que indica que há uma componente reativa (indutiva ou capacitiva) que está causando esse desfasamento. Para elevar o FP para 1, precisamos compensar essa reatividade. Se o circuito é indutivo (o que geralmente é o caso), vamos adicionar um capacitor para cancelar essa reatividade.
Passo 4
A reatividade necessária para a compensação é calculada pela diferença entre a reatividade atual e a desejada. Como queremos um FP de 1, a reatividade total após a compensação deve ser zero. A fórmula para a reatividade do capacitor é:
Onde:
-
é a reatividade do capacitor (em var) -
é a tensão (em volts) -
é a frequência angular ( , com sendo a frequência em hertz) -
é a capacitância (em farads)
Passo 5
Para encontrar o valor do capacitor necessário, precisamos igualar a reatividade do capacitor à reatividade indutiva existente no circuito. Isso significa:
Onde
é a reatividade indutiva atual. Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Passo 6
Agora, substituímos os valores conhecidos na fórmula acima. Certifique-se de que todas as unidades estejam corretas (volts, hertz, etc.) para obter a capacitância em farads. Se precisar, converta para microfarads (
) multiplicando o resultado por
.
Resposta
O valor do capacitor necessário para elevar o fator de potência a unidade é dado por:
Substitua os valores de
,
e
conforme os dados do seu circuito para encontrar a capacitância correta.