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PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 1 FBUNI GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM ENGENHARIA ELÉTRICA III Circuitos em Corrente Alternada Profa. Ma. Rebeca Catunda Pereira Fortaleza, 04 de agosto de 2022 PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 2 Sumário 1. Corrente Contínua e Alternada.................... 2. Sistemas Elétricos de Potência..................... 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada........................................................ PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 3 1. Corrente Contínua e Alternada Rebeca Catunda P. M. 3 ➢ Corrente Contínua Uma corrente é considerada contínua quando não altera o seu sentido no decorrer do tempo. Ex: Pilhas, baterias, circuitos eletrônicos. Corrente Contínua Constante Corrente Contínua Pulsante PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 4 1. Corrente Contínua e Alternada Rebeca Catunda P. M. 4 ➢ Corrente Alternada É aquela que inverte periodicamente o sentido no qual está circulando, variando sua intensidade com o tempo. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 5 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada Rebeca Catunda P. M. 8 PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 6 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada Rebeca Catunda P. M. 9 • Período (T): É o tempo necessário para realização de um ciclo. A unidade é o segundo (s). • Frequência (f): É o número de ciclos por unidade de tempo. A unidade é o Hertz (Hz). • Velocidade Angular (w): É o ângulo percorrido por unidade de tempo. A unidade é radianos por segundo (rad/s). PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 7 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada Rebeca Catunda P. M. 10 • Valor Máxima (Vm ou Im): É a amplitude máxima da onda, também chamada de valor de pico. • Valor Eficaz (Vef ou Ief): É o valor que produz o mesmo efeito que um valor em corrente contínua, também chamado de valor rms. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 8 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada Rebeca Catunda P. M. 11 • Valor de Pico a Pico (Vp-p ou Ip-p): É a diferença entre os valores dos picos positivo e negativo, isto é, a soma dos módulos das amplitudes positiva e negativa. • Valor Médio (Vméd ou Iméd): Corresponde a média aritmética de todos os valores numa onda senoidal, considerando meio ciclo. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 9 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada Rebeca Catunda P. M. 12 • Tensão Instantânea v(t): Amplitude da forma de onda da tensão em um instante de tempo qualquer. • Corrente Instantânea i(t): Amplitude da forma de onda da corrente em um instante de tempo qualquer. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 10 3. Parâmetros da Tensão e da Corrente Alternada Rebeca Catunda P. M. 13 PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 11 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 14 ▪ Resistores: Os resistores limitam a passagem da corrente. A corrente está em fase com a tensão. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 12 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 15 ▪ Indutores: As bobinas e os indutores, ao serem energizados, produzem o efeito de retardar a circulação de corrente. A corrente está atrasada da tensão 90o. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 13 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 16 ▪ Capacitores: A corrente está adiantada 90o da tensão . PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 14 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 17 ➢ Reatância É o efeito da resistência à passagem de uma corrente elétrica alternada dada por um indutores ou capacitor. ➢ Impedância É a reatância somada a resistência. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 15 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 18 ➢ Reatância Indutiva ➢ Reatância Capacitiva PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 16 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 19 ➢ Triângulo de Impedâncias: PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 17 Aplicação Rebeca Catunda P. M. 20 Exercício 1: Um circuito RL série com R = 5 Ω e L = 2 mH tem uma tensão aplicada v(t)=150 sen5000t. Encontre: a) A reatância indutiva; b) A impedância complexa; c) O fasor da corrente. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 18 Aplicação Rebeca Catunda P. M. 21 Exercício 2: Um circuito RC série com R = 20 Ω e C = 5 μF tem uma tensão aplicada v(t)=150 sen10000t. Encontre: a) A reatância capacitiva; b) A impedância complexa; c) O fasor da corrente. d) A expressão da corrente no domínio do tempo, i(t). PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 19 Aplicação Rebeca Catunda P. M. 22 Exercício 3: Dados v(t)=150 sen(5000t + 450) e i(t)=3 sen(5000t – 150). Determine o teor do circuito e suas constantes. Exercício 4: Dados v(t)=311 sen(2500t - 1600) e i(t)=15,5 sen(5000t – 800). Determine o teor do circuito e suas constantes. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 20 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 23 ➢ Potência Ativa – P: É a potência responsável pela realização efetiva do trabalho. Potência Luminosa Potência Mecânica Potência Térmica PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 21 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 24 ➢ Potência Reativa - Q: É responsável pela produção dos campos eletromagnéticos para o funcionamento de equipamentos tais como motores, reatores e transformadores. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 22 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 25 ➢ Potência Ativa: ➢ Potência Reativa: PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 23 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 26 ➢ Triângulo de Potências: PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 24 2. Principais Parâmetros em CA Rebeca Catunda P. M. 27 ➢ Fator de Potência - FP: É um índice que indica quanto da potência foi utilizada para realizar trabalho e quanto foi usada em magnetização. ▪ Quanto menor o FP, as perdas são maiores e menos eficiente é a instalação. ▪ No Brasil, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) estabelece o valor mínimo para o FP na indústria é de 0,92. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 25 Aplicação Rebeca Catunda P. M. 28 ➢ Exercício 5: Em um circuito de corrente alternada, os valores dos fasores que alimentam uma carga elétrica monofásica são: Calcular: a) A impedância da carga; b) A potência ativa, reativa e aparente; c) O fator de potência. PPGEE - UFC / fevereiro de 2011 Renato Sampaio H. de Oliveira 26 Obrigada!