Portfólio Circuitos Elétricos ENIAC

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ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
RUBEM NERO GOMES XAVIER - 238312021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTIFÓLIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Guarulhos 
2023 
 
 
 
 
 
 
RUBEM NERO GOMES XAVIER 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PORTIFÓLIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso Engenharia Elétrica do 
Centro Universitário ENIAC para a disciplina de Circuitos 
Elétricos. 
 
Profa. Me. Maria Cristina Tagliari Diniz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Guarulhos 
2023 
 
 
 
Respostas 
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Estudo de Caso: 
Com o aumento do poder aquisitivo das pessoas, aumentam-se o número de 
dispositivos eletrônicos em sua residência (eletrodomésticos), logo, esse 
crescimento desordenado e consumista pode acarretar um problema maior, o uso 
indevido da energia elétrica. A ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) possui 
uma resolução normativa (414/2010), o qual fala do uso consciente de energia 
elétrica e destaca um parâmetro muito importante denominado fator de potência 
(FP), que nada mais é do que um parâmetro que mede o quanto o consumidor 
consome e o quanto contrata junto à concessionária de energia elétrica. Segundo a 
ANEEL, esse parâmetro prevê uma relação mínima entre potência elétrica 
consumida (W) e potência elétrica contratada (VA), o qual deve ser (FP≥0,92). 
Desta forma, equipamentos denominados analisadores de redes elétricas 
emitem um relatório o qual diz como anda a “saúde” de uma instalação elétrica 
(residencial, comercial e industrial). Diversas técnicas de “correção” deste FP são 
utilizadas, cuja a técnica mais comum é o uso de capacitores para injetar potência 
reativa capacitiva no sistema elétrico, de forma a “corrigir” para valores de FP 
próximo de 0,92. A figura a seguir apresenta a forma que é calculada o FP. 
Com o uso da álgebra dos números complexos, demonstre 
matematicamente o efeito do fator de potência (FP) abaixo de 0,92 (valores de 
potência contratada (W) e consumida (VA)) e como a correção para 0,92 reduz o 
consumo da corrente elétrica do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resolução: 
A relação entre as potências de um sistema é estabelecida a partir do 
triângulo das potências, representado abaixo. Neste é representado o fator de 
potência ( ), como a razão entre as potências ativa e a potência aparente. 
 
A natureza da carga pode ser indutiva ou capacitiva, onde a carga indutiva 
trabalha com um ângulo maior que 0, e a carga capacitiva trabalha em um ângulo 
 menor que 0, conforme apresentado abaixo. 
 
A potência consumida pelo sistema é a potência aparente, medida em volt-
ampere [VA], a potência efetiva ativa em uma carga é a potência ativa, medida em 
Watts [W], e a potência reativa é referente as perdas existentes nos sistemas, esta 
 
 
medida em volt-ampere-reativo [VAr]. Assim, quando temos um fator de potência 
muito baixo, as perdas no sistema são elevadas, gerando muitas por parte das 
concessionárias, para com os consumidores. 
Analisando um motor que trabalha com potência ativa de 100 kW, em uma 
linha com tensão eficaz de 220V | 0º, se o motor possuir um fator de potência de 
0,85. 
Temos que a corrente eficaz [A] é de: 
 
Assim, a potência aparente eficaz [VA] é de: 
 
A partir do desenvolvimento da correção a partir de um banco de capacitores 
em paralelo, com um novo fator de potência de 0,92, a corrente eficaz [A] é de: 
 
 
 
 
 
 
 
Assim, a potência aparente eficaz [VA] é de: 
 
Neste caso é possível verificar que com a correção para 0,92, o fator de 
potência mais elevado faz com que a concessionária não precise fornecer energia 
além do necessário admitido por normatização. 
As cargas capacitivas puramente são representadas como reatâncias 
capacitivas, que estão a -90º. As cargas indutivas puramente são representadas 
como reatâncias indutivas, que estão a 90º. Como a correção ocorre a partir da 
aplicação de uma carga capacitiva em paralelo, conforme o apresentado abaixo: 
 
 
 
Temos que a reatância equivalente é dada pela relação em paralelo das 
reatâncias capacitiva e indutiva, conforme apresentado abaixo: 
 
 
 
 
Visto que o ângulo da carga equivalente define a tendência do sistema, 
indutiva ou capacitiva, e representa a perspectiva da energia consumida e utilizada, 
conforme exemplificado graficamente abaixo: 
 
 
Conclusão 
Temos por fim uma relação direta entre o perfil da carga e o fator de 
potência, quanto mais indutiva a carga, menor o fator de potência e 
consequentemente maior a potência reativa, ou seja, maiores as perdas no sistema. 
Nesse caso, é necessário que as empresas busquem realizar projetos 
efetivos relacionados ao dimensionamento de bancos de capacitores, de forma que 
evitem riscos de valores menores que 0,92, e a possibilidade de multas, que podem 
gerar altas perdas financeiras. 
 
Referências Bibliográficas 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14724: 
informação e documentação: trabalhos acadêmicos: apresentação. Rio de Janeiro: 
ABNT, 2011. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5410: 
Instalações Elétricas de Baixa Tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. 
BRANDÃO JR., A. F.; DIAS, E. M.; CARDOSO, J. R. Eletrotécnica Básica. São 
Paulo: Ciência e Tecnologia, 1980. 
CAVALIN, G.; CEVERLIN, S. Instalações elétricas prediais: conforme norma NBR 
5410:2004. 21. ed. São Paulo: Érica. 2011. 
 
 
CREDER, H. Instalações elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 
FERRARA, A. A. P.; DIAS, E. M.; CARDOSO, J. R. Circuitos Elétricos I. Rio de 
Janeiro: Guanabara Dois, 1984. 
GUSSOW, M. Eletricidade Básica. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. 
IRWIN, J. D.; NELMS, R. M. Análise básica de circuitos para engenharia. 10. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2013. 
JOHNSON, J. R. Fundamentos de análise de circuitos elétricos. 4. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2014. 
MARKUS, O. Circuitos elétricos: corrente contínua e corrente alternada: teoria e 
exercícios. 9. ed. rev. São Paulo: Érica, 2013. 
NISKIER, Julio; MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações elétricas. Rio de 
Janeiro: Guanabara, 1985. 
ORSINI, L. Q.; CONSONNI, D. Curso de Circuitos Elétricos. 2. ed. São Paulo: 
Blucher, 2002.