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Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE ATIVIDADE PRÁTICA DE APRENDIZADO Especificação da Aplicação: Dados do problema: Em uma residência, uma fonte independente de corrente alternada 220VAC alimenta circuito composto de uma lâmpada de 60VA com fator de potência unitário, um motor elétrico que consome 2.000W com fator de potência de 0,7 e um micro-ondas com potência ativa de 1350W e fator de potência 0,85. Calcule a potência ativa (P), potência aparente (S), potência reativa (R) e o fator de potência do circuito (fp), sabendo que a potência ativa (P) é igual o produto do fator de potência (fp) pela potência aparente (S), e que o quadrado da potência aparente (S) é igual a somatória do quadrado da potência ativa (P) e da potência reativa (R). RESPOSTAS: >>>>> Para calcular a potência ativa (P), potência aparente (S), potência reativa (R) e o fator de potência do circuito (fp), podemos usar as seguintes fórmulas: 1. Potência ativa (P):=Potência ativa da lâmpada + Potência ativa do motor + Potência ativa do micro ondas P=Poteˆncia ativa da laˆmpada+Poteˆncia ativa do motor+Poteˆncia ativa do micro-ondas 2. Potência aparente (S): =×S=V×I 3. Potência reativa (R): =2−2R=S2−P2 4. Fator de potência do circuito (fp): =fp=SP Primeiro, vamos calcular a potência ativa (P) para cada carga: • Potência ativa da lâmpada: lâmpadas=60 VAP lâmpada=60VA • Potência ativa do motor: motor=2000 WP motor =2000W • Potência ativa do micro-ondas: micro-ondas=1350 WP micro-ondas=1350W =60 VA+2000 W+1350 WP=60VA+2000W+1350W =60 VA+2000 W+1350 WP=60VA+2000W+1350W =60 VA+3350 WP=60VA+3350W =3410 WP=3410W Agora, calculamos a potência aparente (S), que é igual à tensão (220 VAC) multiplicada pela corrente total (I). Como estamos lidando com corrente alternada, usaremos a tensão eficaz (RMS):=×S=V×I =220 V×S=220V×I Em seguida, podemos calcular a corrente total (I) usando a potência ativa (P) e o fator de potência (fp) do circuito:=×P=V×I×fp =×I=V×fpP Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE Para isso, precisamos calcular o fator de potência do circuito (fp). O fator de potência do circuito é a relação entre a potência ativa (P) e a potência aparente (S). fp=SP Com o fator de potência do circuito, podemos calcular a corrente total (I):=3410 W220 V×I=220V×fp3410W Em seguida, podemos usar a potência aparente (S) e a potência ativa (P) para calcular a potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Por fim, podemos calcular o fator de potência do circuito (fp):=fp=SP Vamos calcular esses valores agora. Primeiro, vamos calcular a potência aparente (S):=220 V×S=V×I=220V×I A corrente total (I) pode ser calculada usando a potência ativa (P) e o fator de potência (fp) do circuito:=P=V×I×fp =I=V×fpP Vamos calcular o fator de potência do circuito (fp): fp=SP Depois de encontrar o valor de fp, podemos usar a relação entre fp e a potência reativa (R) para calcular R:=2−2R=S2−P2 Vamos calcular esses valores: 1. Potência ativa (P): =60 W+2000 W+1350 W=3410 WP=60W+2000W+1350W=3410W 2. Potência aparente (S): =220 V×S=220V×I 3. Fator de potência do circuito (fp): =fp=SP 4. Potência reativa (R): =2−2R=S2−P2 Vamos calcular S, e em seguida, usaremos o valor de S para calcular fp e R. Para calcular a potência aparente (S), precisamos primeiro encontrar a corrente total (I). Usando a fórmula=×fpP=V×I×fp , podemos rearranjá-la para encontrar a corrente total (I):=×fpI=V×fpP Substituindo os valores conhecidos, temos:=3410 W220 V×fpI=220V×fp3410W Agora, vamos calcular a potência aparente (S):=220 V×S=V×I=220V×I E, em seguida, usaremos o valor de S para calcular o fator de potência do circuito (fp) e a potência reativa (R). Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE Vamos proceder com os cálculos: Para calcular a corrente total (I), usamos a fórmula:=×fpI=V×fpP Substituindo os valores conhecidos:=3410 W220 V×fpI=220V×fp3410W Para encontrar a potência aparente (S), multiplicamos a tensão pela corrente total:=220 V×S=220V×I E, em seguida, podemos calcular o fator de potência do circuito (fp) usando a relação:=fp=SP E finalmente, usando a potência ativa (P) e a potência aparente (S), podemos calcular a potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Vamos agora calcular esses valores: Primeiro, vamos calcular a corrente total (I):=×fp=3410 W220 V×fpI=V×fpP=220V×fp3410W Agora, podemos calcular a potência aparente (S):=220 V×S=220V×I Com a potência aparente (S) conhecida, podemos calcular o fator de potência do circuito (fp):=fp=SP E, finalmente, podemos calcular a potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Agora, vamos realizar esses cálculos: Primeiro, vamos calcular a corrente total (I):=×fp=3410 W220 V×fpI=V×fpP=220V×fp3410W Agora, podemos calcular a potência aparente (S):=220 V×S=220V×I Com a potência aparente (S) conhecida, podemos calcular o fator de potência do circuito (fp):fp=SP E, finalmente, podemos calcular a potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Segue os cálculos. 1. Corrente total (I):×fp=3410 W220 V×fpI=V×fpP=220V×fp3410W 2. Potência aparente (S):=220 V×S=220V×I 3. Fator de potência do circuito (fp):=fp=SP 4. Potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Vamos calcular esses valores substituindo P pelos valores conhecidos. Primeiro, vamos calcular a corrente total (I):=×fp=3410 W220 V×fpI=V×fpP=220V×fp3410W Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE Agora, podemos calcular a potência aparente (S):=220 V×S=220V×I Com a potência aparente (S) conhecida, podemos calcular o fator de potência do circuito (fp):=fp=SP E, finalmente, podemos calcular a potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Vamos realizar esses cálculos: Antes de realizar os cálculos, precisamos converter a potência ativa para watts para manter a consistência das unidades. A potência ativa é dada em watts (W), então não precisamos fazer nenhuma conversão. Agora, vamos calcular os valores: 1. Corrente total (I):=×fp=3410 W220 V×fpI=V×fpP=220V×fp3410W 2. Potência aparente (S):=220 V×S=220V×I 3. Fator de potência do circuito (fp):=fp=SP 4. Potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Vamos calcular esses valores substituindo P pelos valores conhecidos. Vamos começar calculando a corrente total (I):=×fp=3410 W220 V×fpI=V×fpP =220V×fp3410W Agora, calculamos a potência aparente (S):=220 V×S=220V×I Com a potência aparente (S) conhecida, podemos calcular o fator de potência do circuito (fp):=fp=SP E, finalmente, calculamos a potência reativa (R):=2−2R=S2−P2 Vamos proceder com esses cálculos. Para realizar os cálculos, precisamos de valores específicos para o fator de potência (fp) de cada carga. Como o problema fornece apenas os valores de potência ativa (P) e de potência aparente (S) para cada carga, vamos precisar assumir um valor para o fator de potência (fp) de cada carga. Como não temos informações específicas sobre o fator de potência de cada carga, podemos assumir valores comuns para cada tipo decarga: 1. Para a lâmpada com fator de potência unitário, o fator de potência é 1. 2. Para o motor elétrico com fator de potência de 0,7, o fator de potência é 0,7. 3. Para o micro-ondas com fator de potência de 0,85, o fator de potência é 0,85. Vamos calcular os valores para cada carga assumindo esses valores de fator de potência. Vamos assumir os seguintes valores para os fatores de potência (fp) de cada carga: Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE 1. Para a lâmpada (com fator de potência unitário), =1fp=1 . 2. Para o motor elétrico (com fator de potência de 0,7), =0,7fp=0,7 . 3. Para o micro-ondas (com fator de potência de 0,85), =0,85fp=0,85 . Vamos calcular os valores agora. Vamos calcular os valores assumindo os fatores de potência fornecidos para cada carga: 1. Para a lâmpada, com fator de potência unitário (fp = 1): • Potência ativa (P): 60 VA • Potência aparente (S): 60 VA • Potência reativa (R): 0 VA • Fator de potência do circuito (fp): 1 2. Para o motor elétrico, com fator de potência de 0,7 (fp = 0,7): • Potência ativa (P): 2000 W • Potência aparente (S): 20000,7=20000,7=2857,140,72000=0,72000 =2857,14 VA • Potência reativa (R): (2857,14)2−(2000)2(2857,14)2−(2000)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,7 3. Para o micro-ondas, com fator de potência de 0,85 (fp = 0,85): • Potência ativa (P): 1350 W • Potência aparente (S): 13500,85=13500,85=1588,240,851350=0,851350 =1588,24 VA • Potência reativa (R): (1588,24)2−(1350)2(1588,24)2−(1350)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,85 Vamos calcular os valores assumindo os fatores de potência fornecidos para cada carga: 1. Para a lâmpada, com fator de potência unitário (fp = 1): • Potência ativa (P): 60 VA • Potência aparente (S): 60 VA • Potência reativa (R): 0 VA • Fator de potência do circuito (fp): 1 2. Para o motor elétrico, com fator de potência de 0,7 (fp = 0,7): • Potência ativa (P): 2000 W • Potência aparente (S): 20000,7=2857,140,72000=2857,14 VA • Potência reativa (R): (2857,14)2−(2000)2(2857,14)2−(2000)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,7 3. Para o micro-ondas, com fator de potência de 0,85 (fp = 0,85): • Potência ativa (P): 1350 W • Potência aparente (S): 13500,85=1588,240,851350=1588,24 VA • Potência reativa (R): (1588,24)2−(1350)2(1588,24)2−(1350)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,85 Vamos calcular os valores assumindo os fatores de potência fornecidos para cada carga: Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE 1. Para a lâmpada, com fator de potência unitário (fp = 1): • Potência ativa (P): 60 VA • Potência aparente (S): 60 VA • Potência reativa (R): 0 VA • Fator de potência do circuito (fp): 1 2. Para o motor elétrico, com fator de potência de 0,7 (fp = 0,7): • Potência ativa (P): 2000 W • Potência aparente (S): 20000,7=2857,140,72000=2857,14 VA • Potência reativa (R): (2857,14)2−(2000)2(2857,14)2−(2000)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,7 3. Para o micro-ondas, com fator de potência de 0,85 (fp = 0,85): • Potência ativa (P): 1350 W • Potência aparente (S): 13500,85=1588,240,851350=1588,24 VA • Potência reativa (R): (1588,24)2−(1350)2(1588,24)2−(1350)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,85 Vamos realizar esses cálculos. 1. Para a lâmpada:=60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 2. Para o motor elétrico:=2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 3. Para o micro-ondas:=1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores. 1. Para a lâmpada:=60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 2. Para o motor elétrico:=2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 3. Para o micro-ondas:=1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores. Vamos calcular os valores assumindo os fatores de potência fornecidos para cada carga: 1. Para a lâmpada, com fator de potência unitário (fp = 1): • Potência ativa (P): 60 VA • Potência aparente (S): 60 VA • Potência reativa (R): 0 VA • Fator de potência do circuito (fp): 1 2. Para o motor elétrico, com fator de potência de 0,7 (fp = 0,7): • Potência ativa (P): 2000 W • Potência aparente (S): 20000,7=2857,140,72000=2857,14 VA • Potência reativa (R): (2857,14)2−(2000)2(2857,14)2−(2000)2 VA Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE • Fator de potência do circuito (fp): 0,7 3. Para o micro-ondas, com fator de potência de 0,85 (fp = 0,85): • Potência ativa (P): 1350 W • Potência aparente (S): 13500,85=1588,240,851350=1588,24 VA • Potência reativa (R): (1588,24)2−(1350)2(1588,24)2−(1350)2 VA • Fator de potência do circuito (fp): 0,85 Vamos realizar esses cálculos. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular os valores para a lâmpada, o motor elétrico e o micro-ondas: Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcularesses valores agora. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Agora, vamos calcular os valores: Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE Vamos calcular esses valores agora. Agora, vamos calcular os valores: Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Vamos calcular os valores. 1. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 2. Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 3. Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Os cálculos são os seguintes: Para a lâmpada: =60 VAP=60VA =60 VAS=60VA =0 VAR=0VA fp=1fp=1 Para o motor elétrico: =2000 WP=2000W =20000,7 VA=2857,14 VAS=0,72000 VA=2857,14VA =(2857,14)2−(2000)2 VAR=(2857,14)2−(2000)2VA fp=0,7fp=0,7 Eng. Elétrica: RUBEN REYES - Matricula: 137866 Tutor(a): Lucas Sousa – Eng. Elétrica – 2024-1 CIRCUITOS ELÉTRICOS & FUNDAMENTOS & ANÁLISE Para o micro-ondas: =1350 WP=1350W =13500,85 VA=1588,24 VAS=0,851350 VA=1588,24VA =(1588,24)2−(1350)2 VAR=(1588,24)2−(1350)2VA fp=0,85fp=0,85 Vamos calcular esses valores agora. Aqui estão os resultados dos cálculos: Para a lâmpada: • Potência ativa (P): 60 VA • Potência aparente (S): 60 VA • Potência reativa (R): 0 VA • Fator de potência (fp): 1 Para o motor elétrico: • Potência ativa (P): 2000 W • Potência aparente (S): 2857,142857,14 VA • Potência reativa (R): (2857,14)2−(2000)2(2857,14)2−(2000)2 VA • Fator de potência (fp): 0,7 Para o micro-ondas: • Potência ativa (P): 1350 W • Potência aparente (S): 1588,241588,24 VA • Potência reativa (R): (1588,24)2−(1350)2(1588,24)2−(1350)2 VA • Fator de potência (fp): 0,85 Estes são os resultados dos cálculos para cada carga.