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Circuitos Monofásicos: Potência e Fator de Potência Prof. Marcelo Coutinho https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) • No circuito monofásico abaixo, a potência instantânea p é o produto da corrente i pela tensão v em um dado instante t. https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 2 Circuito Monofásico ca (R, L, C) v i + - INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) » O circuito contém apenas R https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 3 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) » O circuito contém R e L https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 4 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) • Potência Ativa P: produto da tensão na resistência pela corrente que passa por essa resistência. Também é conhecida por Potência Real, Útil, e Média. • Potência Reativa Q: produto da tensão e da corrente numa reatância (indutiva ou capacitiva); • Potência Aparente S: produto da tensão e da corrente da linha. https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 5 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 6 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) • A razão entre a potência real P e a potência aparente S, chamada fator de potência, é dada por: https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 7 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) • Triângulo de potências: representa as relações entre as potências de um circuito, ou carga: https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 8 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 9 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 10 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 11 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 12 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 13 Fig. 14-3a INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 14 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 15 Ainda sobre o problema anterior, qual seria a impedância Z do circuito ? Em circuito série, a impedância pode ser calculada por: Como no circuito tem-se XL e XC, deve-se subtrair a menor da maior, chegando-se a uma reatância resultante, que no caso é indutiva: Com isso, podemos confirmar o valor da corrente do circuito através da Lei de Ohm: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 16 Ainda sobre o problema anterior, como fica o diagrama fasorial ? Abaixo tem-se o diagrama fasorial inicial, onde nota-se que as tensões VL e VC aparecem em oposição, e portanto, devem ser subtraídas. O resultado aparece ao lado I VR VL VC I VR VL - VC VT q INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 17 Ainda sobre o problema anterior, como fica o diagrama fasorial ? Calculando os valores das variáveis, temos: (confirmando o dado do problema) INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 18 Realizando uma simulação do circuito, obtemos: Escala: 5 ms/div Para encontrar o ângulo de fase q, devemos perceber que a defasagem pode ser lida como aproximadamente 2,75 ms, pois cada divisão (espaço entre uma linha vertical e a seguinte) vale 5 ms. Portanto: 360º 1/60 s qº 2,75 ms .: q = 59,4º Tensão (verde) Corrente (amarelo) INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 19 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 20 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 21 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 22 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 23 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 24 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 25 Fator de potência e ângulo de fase ficam, Potência Ativa P e potência Reativa Q são dadas por, INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 26 O triângulo de potências fica: INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcel o-coutinho/ 27 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAE TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Potência e Fator de potência (fp) https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/ 28 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS ITAJAÍ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA Exercícios • Livro: Eletricidade Básica, 2ª Edição, Revisada e Ampliada • Autor: Milton Gussow • Capítulo 14 • Problemas Resolvidos: Todos https://sites.google.com/ifsc.edu.br/marcelo-coutinho/
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