Atividade 4 - CIRCUITOS ELÉTRICOS II

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Uma fonte conectada em delta está fornecendo energia para uma carga conectada em estrela, em um sistema trifásico balanceado. Sabe-se que a impedância de linha é de 2 +j1Ω por fase e que a impedância de carga é de 6 + j2Ω por fase.
 
Assim, e considerando o conteúdo estudado, determine o módulo da tensão de linha na carga, sabendo que a tensão na fonte vale .
“Nikola Tesla (1856-1943) foi engenheiro croata-americano cujas invenções - entre as quais o motor de indução e o primeiro sistema de energia polifásico - influenciaram muito na definição do debate CA versus CC a favor da CA. Ele foi responsável pela adoção de 60 Hz como a frequência-padrão para sistemas de energia elétrica CA nos Estados Unidos.”
Fonte: ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013. p. 447.
 
Tesla teve uma grande influência histórica nos sistemas polifásicos. Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre os sistemas monofásicos e trifásicos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Nos circuitos trifásicos equilibrados, as fontes têm a mesma magnitude, operam na mesma frequência e estão defasadas em 120°.
II. ( ) Um sistema trifilar com duas fontes idênticas em magnitude e fase é um sistema trifásico.
III. ( ) Os sistemas trifásicos, em relação à quantidade de fios, são mais econômicos que os monofásicos.
IV. ( ) As entradas monofásicas operam em um sistema com um fio.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
O fator de potência traz informações valiosas para os sistemas elétricos, especialmente para os sistemas trifásicos. Com a correção do fator de potência, os sistemas trifásicos ficam mais eficientes e estáveis, evitando assim problemas na geração e na distribuição de energia elétrica residencial, por exemplo. Afora, suponha que uma carga conectada em triângulo equilibrada é alimentada por uma fonte 60 Hz com tensão de linha de 220 V. Casa fase da carga absorve 8 kW com fator de potência igual a 0,8 (atrasado).
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine o valor da corrente de linha.
“A potência instantânea total em um sistema trifásico equilibrado é constante - ela não muda com o tempo à medida que a potência de cada fase muda. Esse resultado é verdadeiro tanto para a carga conectada em triângulo como para a carga conectada em estrela. Isso é importante, independentemente de o sistema trifásico gerar e distribuir energia. A potência complexa pode ser analisada fase por fase.”
Fonte: ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013, p. 462.
 
Considere um sistema trifásico estrela-delta equilibrado, que possui  e . Qual é a potência complexa total para a carga, considerando a impedância de linha por fase de 0,4 + j1,2Ω?
Analise o circuito a seguir:
 
 
Fonte: ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013, p. 486.
 
Considerando que a tensão é  vale  e a sequência de fases é abc, determine as correntes de linha.
“Um gerador CA projetado para desenvolver uma única tensão senoicdal para cada rotação do eixo (rotor) é denominado gerador de CA monofásico. Se for usado mais de um enrolamento no rotor, posicionados de uma determinada maneira, o resultado será um gerador CA polifásico, que gera mais de uma tensão CA para cada volta completa do rotor.”
Fonte: BOYLESTAD, R. I. Introdução a análise de circuitos. São Paulo: Pearson, 2012.
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre as relações de tensão e potência nos sistemas trifásicos, analise as asserções a seguir.
 
I. Em uma carga conectada em estrela, as correntes de linha e de fase são iguais.
II. Em uma carga conectada em triângulo, as correntes de linha e de fase são iguais.
III. A potência total fornecida a uma carga em delta equilibrada é encontrada de maneira diferente para uma carga em estrela.
IV. Em um circuito trifásico equilibrado, a potência instantânea total é igual à potência média.
 
Está correto apenas o que se afirma em:
Os circuitos trifásicos equilibrados possuem três fontes de igual amplitude e com uma diferença de fase igual entre elas. Eles podem estar em diversas configurações. Analise agora o sistema trifásico equilibrado a seguir:
 
Fonte: ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013, p. 485.
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre sistemas trifásicos, encontre a potência média liberada para a carga.
Os níveis de tensão obtidos nos sistemas trifásicos dependem da forma que eles são conectados. Para cada conexão, temos diferentes relações de tensões de linha e tensão de fase. A tensão de fase é a tensão no enrolamento, podendo ser entre fase e neutro, quando há um neutro. Já a tensão de linha é a tensão entre duas fases (fase-fase).
Fonte: ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013.
 
Suponha um sistema trifásico conectado em delta-delta. Considerando uma tensão de fase de 127 V,  analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. A tensão de linha equivale a .
Porque:
II. Na configuração delta-delta, a tensão de linha é a tensão de fase multiplicada por √3.
Na análise de circuitos trifásicos equilibrados, quando dada a sequência de fase e as informações sobre as fontes e cargas, após algumas simplificações, é possível encontrar as correntes de fase e de linha para qualquer configuração.  Agora, analise o circuito trifásico em estrela-delta a seguir:
 
 
Fonte: ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013, p. 486.
 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre a configuração estrela-delta, determine as correntes de fase na carga para .
Os sistemas trifásicos são muito importantes, pois quase toda emergia elétrica é gerada e distribuída em três fases. Entre as diversas configurações, destaca-se a configuração estrela-estrela, que é o circuito-chave das possíveis configurações dos sistemas trifásicos. Esse sistema tem análise mais simples e pode ser interpretado separadamente por uma configuração monofásica.
 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados, no referido sistema com uma tensão de linha de 220 V, a tensão de fase produzida é de: