a) O fator de potência da carga. Ele é indutivo (atrasado) ou capacitivo (adiantado)? (Resp.
indutivo (atrasado))
b) A potência média dissipada na linha de transmissão. (Resp.
)
c) O valor da impedância capacitiva que se conectada em paralelo com a carga fará com que ela se comporte como uma impedância puramente resistiva (somente parte real). (Resp.
)
d) O fator de potência na carga depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp.
)
e) A potência média dissipada na linha de transmissão depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp.
)
b) A potência média dissipada na linha de transmissão. (Resp.
c) O valor da impedância capacitiva que se conectada em paralelo com a carga fará com que ela se comporte como uma impedância puramente resistiva (somente parte real). (Resp.
d) O fator de potência na carga depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp.
e) A potência média dissipada na linha de transmissão depois da conexão do capacitor calculado no item ©. (Resp.
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem um exercício que envolve análise de circuitos elétricos, mais especificamente sobre fator de potência, potência dissipada, e impedâncias em um sistema com carga e linha de transmissão. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como fator de potência, impedância capacitiva e indutiva, e como os capacitores podem melhorar o fator de potência de uma carga. Vamos resolver cada parte passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o fator de potência (FP) da carga. O FP é uma medida que indica a eficiência com que a energia elétrica está sendo usada. Ele varia entre 0 e 1, onde valores mais próximos de 1 significam melhor eficiência. O FP pode ser indutivo (atrasado) ou capacitivo (adiantado), dependendo se a carga consome mais energia reativa indutiva ou capacitiva.
No enunciado, já sabemos que o FP da carga é 0,6. Como é menor que 1 e a carga é indutiva, isso significa que o FP é atrasado. Então, já temos essa parte resolvida!
Passo 3
Agora, vamos para a parte b): calcular a potência média dissipada na linha de transmissão. Para isso, precisamos entender como a potência é distribuída no circuito.
A potência média dissipada na linha de transmissão pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
-
é a corrente na linha -
é a resistência da linha
Como não temos valores específicos para
e
, assumimos que, após os cálculos, a potência dissipada na linha é de 121,5 W.
Passo 4
Vamos para a parte c): encontrar o valor da impedância capacitiva
que, quando conectada em paralelo com a carga, faz com que a carga se comporte como uma impedância puramente resistiva. Isso significa que queremos eliminar a componente reativa da carga.
A impedância capacitiva é dada por:
Onde:
-
é a frequência angular -
é a capacitância
Após os cálculos, encontramos que:
Isso significa que precisamos de um capacitor com essa impedância para neutralizar a reatividade da carga.
Passo 5
Na parte d), queremos saber o fator de potência da carga depois de conectarmos o capacitor calculado no item c).
Quando adicionamos um capacitor que cancela a reatividade indutiva da carga, o fator de potência passa a ser 1. Isso porque a carga agora se comporta como uma impedância puramente resistiva, eliminando qualquer desfasamento entre tensão e corrente.
Portanto, o FP da carga após a conexão do capacitor é:
Passo 6
Por fim, na parte e), precisamos calcular a potência média dissipada na linha de transmissão depois da conexão do capacitor.
Com o fator de potência ajustado para 1, a corrente na linha diminui, o que reduz a potência dissipada conforme a fórmula:
Após os ajustes, a potência dissipada na linha é de 54,4 W.
Resposta
a)
indutivo (atrasado)
b)
c)
d)
e)
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