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Eletricidade Materia AV2

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1
Prof. Marco Valentim
marco2valentim@gmail.com
(24) 98112-1590
UNIDADE UNIDADE 22 -- Circuitos deCircuitos de
(Rev.F) (Rev.F) Corrente AlternadaCorrente Alternada
= = CCE CCE 1028 1028 = = 
Eletricidade AplicadaEletricidade Aplicada
Pág. 2
Prof. Marco Valentim ©
Currículo Resumido do Prof. Marco Currículo Resumido do Prof. Marco ValentimValentim
Engenheiro Eletrônico pela Faculdade Nuno Lisboa-RJ. MBA em Estratégia Industrial e
Gestão de Negócios pela UFF. Pós-graduado em Gerenciamento de Projetos - Visão PMI
pela UNESA. Professor do curso de Engenharia de Produção da UERJ. Professor da
Universidade Estácio de Sá - UNESA Campus Resende-RJ (desde 2001). Foi membro da
equipe que preparou a Xerox do Brasil para o Prêmio Nacional da Qualidade (Ganhadora
do PNQ 1993). Com capacitação no Six Sigma System Inc. (Rochester/NY-USA), foi o
responsável pela implantação do Programa Seis Sigma na área de Operações Industriais
da Xerox do Brasil. É qualificado pelo Lean Institute Brasil em Mapeamento Lean.
Participou em vários treinamentos no Brasil, América do Norte, Europa e Ásia, onde
adquiriu fortes conhecimentos em Administração de Negócios, Manufatura, Introdução de
Novos Produtos e Qualidade. Gerenciou as áreas de Engenharia, Operações de
Produção, Projetos & Novos Negócios, Manutenção Industrial, Qualidade, Meio Ambiente
& Segurança, Transporte de Funcionários e Segurança Patrimonial na Fábrica Resende da
Xerox do Brasil e Flextronics International. Trabalhou na Flopetrol Schlumberger
(Oil & Gas), na Cia. Brasileira de Trens Urbanos de Belo Horizonte-MG, na RCA-Philco
Semicondutores Ltda. e na área comercial de atendimento corporativo do SENAC Rio.
Atualmente trabalha como consultor na F2.Desenvolvimento Empresarial (Resende-RJ) e
Diretor Regional da MEDIÇÃO – Soluções Metrológicas Integradas (Resende-RJ).
Pág. 3
Prof. Marco Valentim ©
• Tensão Continua: a sua polaridade não se altera com o tempo.
Tensão não muda de polaridade e permanece constante.
TensãoTensão ContínuaContínua Pág. 4
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• A sua polaridade se modifica ao longo do tempo.
• Conforme o seu comportamento, existem diferentes tipos
de tensão alternada: senoidal, quadrada, triangular, etc.
• De todas essas, a senoidal é a que tem um maior
interesse pois esta é a característica da tensão que é
gerada nas Usinas de Energia Elétrica e que alimenta as
industrias e residências.
TensãoTensão AlternadaAlternada
tempo
2
Pág. 5
Prof. Marco Valentim ©
• Considere o circuito da figura abaixo, onde existem
duas baterias e uma chave que ora conecta a bateria
B1 e ora conecta a bateria B2 ao Resistor (R),
• Vamos supor que cada bateria fique conectada ao
Resistor (R) durante 1 seg.
• Como seria o gráfico da Tensão (V) no Resistor (R)
em função do tempo?
EXEMPLOEXEMPLO
Pág. 6
Prof. Marco Valentim ©
• O valor negativo significa que a polaridade da tensão 
mudou, gerando uma forma de onda quadrada. 
• O tempo que leva para repetir uma mesma situação 
é 2 segundos, sendo chamado de Período (T).
• O valor máximo da tensão é de 12 V, chamado de 
Valor de Pico (VP) ou Valor Máximo (VM).
EXEMPLOEXEMPLO
Pág. 7
Prof. Marco Valentim ©
Contínua X AlternadaContínua X Alternada
Nas figuras abaixo, são mostradas formas de onda:
(a) representação gráfica da Tensão e Corrente Contínuas, onde
as suas intensidades não variam ao longo do tempo.
(b) onde as intensidades da Tensão e Corrente Alternadas
variam ao longo do tempo, comportando-se graficamente,
como uma curva senoidal.
Pág. 8
Prof. Marco Valentim ©
Onda SenoidalOnda Senoidal
3
Pág. 9
Prof. Marco Valentim ©
Onda SenoidalOnda Senoidal
Algumas maneiras de se referir aos valores de uma onda senoidal
• Valor de Pico Up é o valor máximo que a onda atinge.
• Valor de Pico a Pico Upp é a diferença entre o máximo e mínimo da onda.
Upp = Up - (- Up ) = 2 Up ou seja, Upp = 2 Up
• Valor Eficaz (RMS - Root Mean Square)  corresponde ao valor de uma
tensão alternada, que se fosse aplicado a uma resistência elétrica, dissiparia
uma potência média (em watt), igual ao valor numérico de uma tensão
contínua aplicado à mesma resistência.
URMS = 0,707 Up (obs: 0,707 = 1/ )
• Valor Médio  é quantidade indicada em um voltímetro quando na escala
CC. Este valor médio ao longo de um ciclo é igual a zero. Isto porque cada
valor da primeira metade do ciclo tem um valor igual, mas de sinal contrário na
segunda metade do ciclo.
Pág. 10
Prof. Marco Valentim ©
• Denomina-se Período (T) da tensão ou da corrente alternadas ao tempo
necessário para que suas intensidades "percorram" a onda senoidal, isto é:
irem de zero até o máximo positivo, voltarem a zero, irem até o mínimo
negativo e, por fim, retornarem novamente a zero.
• O número de períodos por segundo que a tensão e a corrente alternadas
perfazem é denominado Frequência, medido em Hertz [Hz] e designado
pela letra f.
• No Brasil, a frequência é padronizada em 60Hz, ou seja, a tensão (ou a
corrente) se inverte 60 vezes por segundo.
Período e FrequênciaPeríodo e Frequência
Pág. 11
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• A grande vantagem da Tensão alternada em comparação à
contínua, está na eficiência do transporte da energia. Na tensão
alternada, pode-se utilizar um valor muito alto (“Alta Tensão”).
• A Tensão alternada produzida numa Usina Geradora de Energia
é elevada por um transformador, que também diminui a
Corrente aproximadamente na mesma proporção.
• As perdas são menores em Alta Tensão do que seriam se a
energia fosse transportada ao nível que ela é consumida nas
residências.
 Com isso, as seções (diâmetro) dos condutores elétricos
podem ser mais reduzidas (menor custo de material).
Tensão SenoidalTensão Senoidal Pág. 12
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ENERGIA 
POTENCIAL
ACUMULADA
ENERGIA
CINÉTICA
(movimento)
Conceitos básicosConceitos básicos
4
Pág. 13
Prof. Marco Valentim ©
• A Figura mostra um Gerador Elétrico CA simplificado, o qual consiste de
uma bobina de apenas uma espira em um campo magnético permanente.
• Cada terminal da bobina é conectado a um anel coletor condutor.
À medida que a bobina gira no campo magnético entre os pólos Norte (N)
e Sul (S), o anel coletor também gira em contato com as escovas que
conectam a bobina a uma carga externa (Tensão CA).
Geração de uma Tensão Alternada (senoidal)Geração de uma Tensão Alternada (senoidal) Pág. 14
Prof. Marco Valentim ©
Posição do Plano da Bobina em relação à Posição do Plano da Bobina em relação à 
Direção do Campo MagnéticoDireção do Campo Magnético
Pág. 15
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• Pelo fato dos ciclos (T) de tensão corresponderem à rotação da
espira em torno de um círculo, os trechos deste círculo são
expressos em ângulos:
 Um círculo completo = 360º = T
 Meio círculo = 180º = T/2
 Um quarto de círculo = 90º = T/4
• Conversão de GRAU para RADIANO (rad):
360º = 2  rad  360º / 2  = 1 rad
180º /  = 1 rad
ou
1º = ( / 180) rad
Frequência Angular ou Velocidade AngularFrequência Angular ou Velocidade Angular Pág. 16
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• É uma tensão que varia com o tempo de acordo com uma lei
senoidal, que tem a seguinte expressão matemática:
v(t) = VM.sen (o + w.t) ou v() = VM.sen 
Valor Instantâneo da TensãoValor Instantâneo da Tensão
LEGENDA
v(t) (em Volts) é o valor instantâneo da tensão
VM (em Volts) é o valor de pico (ou seja, valor máximo que a tensão pode ter)
w (em Radianos/seg) é a freqüência angular
0 (em Radianos) é o angulo de rotação da fase inicial
 (em Radianos) é o ângulo de rotação num determinado instante t.
Observe que a relação entre ângulo e tempo é dada por:
 = 0 + w.t
5
Pág. 17
Prof. Marco Valentim ©
• Como foi mostrado, uma tensão senoidal varia em função do
tempo de acordo com uma lei senoidal e essa mesma tensão
pode ser representada em função do ângulo (afunção seno
tem período de 360º ou de 2 rad), sendo a relação entre
ângulo e tempo dada por:  = 0 + w.t
Tensão SenoidalTensão Senoidal Pág. 18
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• Os circuitos elétricos podem ter 1 Fase (monofásicos), 2 Fases
(bifásicos) ou 3 Fases (trifásicos).
• Circuitos bifásicos e trifásicos são circuitos onde existem mais 
de uma fonte de alimentação derivada de um mesmo gerador.
• Dentre suas características são que cada fonte de alimentação 
possui tensões iguais e cada fonte possui defasagem entre si.
Circuitos elétricosCircuitos elétricos
Pág. 19
Prof. Marco Valentim ©
• Na geração de energia elétrica, (nuclear, hidroelétrica, eólica, etc)
existe um gerador que basicamente é composto por 3 Bobinas
separadas uma das outras e fixas no eixo do rotor.
• Ao se aplicar um movimento no eixo
do rotor, a Bobina A irá produzir a
Tensão A, depois de uma fração de
segundo, a Bobina B produzirá a
Tensão B, e mais uma fração de
segundo a Bobina C irá produzir
a Tensão C.
O que é defasagem?O que é defasagem? Pág. 20
Prof. Marco Valentim ©
• Esse atraso entre uma bobina e outra é chamado de defasagem.
Essa defasagem é de 120 graus entre cada Bobina, devido a
existência de uma distância entre as Bobinas A, B, C.
• Cada bobina tem sua etapa na produção de energia elétrica:
 A primeira etapa é a Bobina A.
 A segunda é a Bobina B.
 A terceira etapa é a Bobina C.
• Pode-se substituir a palavra "etapa" por a palavra "fase“, surgindo
as “famosas fases" que os eletricistas falam tanto.
O que é defasagem?O que é defasagem?
6
Pág. 21
Prof. Marco Valentim ©
• Vantagens de se utilizar mais de uma Fase:
- Alguns equipamentos, como os motores elétricos,
conseguem uma melhor performance (potência) quando
funcionam com mais de uma fase.
- Melhor distribuição de cargas e o seu balanceamento:
são minimizadas as sobrecargas nos sistemas elétricos.
- Pode-se utilizar equipamentos de maior potência.
• Tensão Residencial:
- Entre fases: 220 Volts
- Entre fase e neutro: 127 Volts
Circuitos elétricosCircuitos elétricos Pág. 22
Prof. Marco Valentim ©
Algumas características dos circuitos trifásicosAlgumas características dos circuitos trifásicos
• A tensão alternada é gerada em grande quantidade e com
baixo custo.
• A energia é gerada através da indução eletromagnética.
• Os geradores usados são trifásicos.
• Possuem três grupos de bobinas.
• A cada grupo de bobina é chamada de FASE.
• Devido a sua disposição física, cada grupo de bobina gera
energia elétrica em momentos distintos.
• Isto provoca uma defasagem entre as tensões geradas.
Pág. 23
Prof. Marco Valentim ©
Embora funcionem de maneira totalmente
diferente, tanto os capacitores como as
baterias armazenam energia elétrica.
CapacitoresCapacitores
Em resumo:
• Uma pilha (ou uma bateria) possui dois terminais (ou pólos).
Dentro da pilha, reações químicas produzem elétrons em um
terminal e absorvem elétrons no outro.
• Já o capacitor é um dispositivo muito mais simples, pois
não produz novos elétrons - ele apenas os armazena.
Pág. 24
Prof. Marco Valentim ©
CapacitoresCapacitores
7
Pág. 25
Prof. Marco Valentim ©
• O capacitor possui dois terminais que se conectam a duas
placas metálicas separadas por um dielétrico.
• O dielétrico pode ser ar, papel, plástico ou qualquer outro
material que não conduza eletricidade (isolante) e impeça que as
placas se toquem.
• Como exemplo, um capacitor pode ser feito facilmente a partir de
dois pedaços de papel alumínio e um pedaço de papel comum
(dielétrico). Não seria um capacitor muito bom em termos de
capacidade de armazenamento, porém iria funcionar.
• Em um circuito eletrônico,
o capacitor é indicado assim:
CapacitoresCapacitores Pág. 26
Prof. Marco Valentim ©
Ao se conectar um capacitor a uma pilha:
• A placa do capacitor conectada ao terminal negativo da pilha
aceita os elétrons que a pilha produz.
• A placa do capacitor conectada ao terminal positivo da pilha
perde os elétrons para a pilha.
Capacitores: funcionamento básicoCapacitores: funcionamento básico
Pág. 27
Prof. Marco Valentim ©
• Depois de um certo tempo, o capacitor estará carregado e terá
a mesma tensão que a pilha (1,5 volt na pilha e no capacitor).
• A capacidade de armazenamento de um capacitor depende do
seu tamanho físico. Ou seja, para capacitores de pequeno
tamanho, significa que a capacidade de armazenamento será
pequena (OBS: capacitores grandes podem armazenar uma
carga considerável e também perigosa para o ser humano).
• Existem capacitores do tamanho de uma lata de refrigerante,
que por exemplo, podem armazenar carga suficiente para
manter uma lâmpada de flash acesa por um minuto ou mais.
• Pode-se dizer que os relâmpagos no céu são as descargas de
um “imenso capacitor” onde uma “placa é a nuvem” e a outra
“placa é o solo” e o relâmpago é a liberação da carga entre
essas duas "placas".
Capacitores: funcionamento básicoCapacitores: funcionamento básico Pág. 28
Prof. Marco Valentim ©
O circuito abaixo mostra uma pilha, uma lâmpada e um capacitor:
Capacitores: funcionamento básicoCapacitores: funcionamento básico
8
Pág. 29
Prof. Marco Valentim ©
• Quando se conecta a pilha, a lâmpada se acenderá porque a
corrente está fluindo para carregar o capacitor (existe ddp).
• A lâmpada diminuirá sua luminosidade progressivamente até
finalmente apagar, assim que o capacitor estiver carregado.
• Ou seja, o capacitor possuirá a mesma tensão que a pilha
(1,5 volt na pilha = 1,5 volt no capacitor).
• Quando isto acontecer, a pilha pode ser removida e substituida
por um fio elétrico. A corrente fluirá de uma placa do capacitor
para a outra e acenderá a lâmpada.
• Com o passar do tempo, a lâmpada começará a diminuir cada
vez mais sua luminosidade, até apagar assim que o capacitor
estiver totalmente descarregado.
Capacitores: funcionamento básicoCapacitores: funcionamento básico Pág. 30
Prof. Marco Valentim ©
• Outra maneira de visualizar o funcionamento do capacitor é
imaginá-lo como uma torre de água (caixa d’água) conectada
a uma tubulação e uma bomba.
• Quando a torre de água está cheia, a bomba é desligada e a
caixa d’água tem uma “pressão armazenada“ para ser usada
quando necessário (até que a água acabe).
• Da mesma forma, um capacitor armazena
elétrons e pode liberá-los mais tarde.
(até que fique descarregado)
Analogia: como Analogia: como uma torre de águauma torre de água
Pág. 31
Prof. Marco Valentim ©
• A unidade de capacitância é o Farad (símbolo F).
• A capacitância é determinada pela quantidade de energia
elétrica que pode ser armazenada em um capacitor por uma
determinada tensão e pela quantidade de corrente que o
atravessar numa determinada freqüência.
• 1 (um) Farad é o valor que deixará passar uma corrente de 1A
quando a tensão estiver variando na razão de 1V por segundo.
OBS: Um capacitor de 1 farad seria bem grande (tamanho de
uma garrafa de 1 litro de refrigerante, dependendo da tensão
que ele pode suportar). Então, normalmente, os capacitores
são medidos em: microfarad (uF=10-6), nanofarad (nF=10-9)
ou picofarad (pF=10-12).
CapacitânciaCapacitância Pág. 32
Prof. Marco Valentim ©
• Os capacitores são utilizados de várias maneiras em circuitos
eletrônicos: algumas vezes, eles podem ser utilizados para
armazenar carga e sua utilização rápida (descarga).
• Como foi visto, diferença entre o capacitor e a pilha é que o
capacitor pode descarregar toda sua carga em uma pequena
fração de segundo, já uma pilha demoraria alguns minutos.
• É por isso que o flash eletrônico em uma câmera utiliza um
capacitor: a pilha carrega um capacitor e que depois
descarrega instantaneamente toda a sua carga no flash.
• Isto pode tornar um capacitor carregado
extremamente perigoso. Os flashes, as
TVs mais antigas, os Microondas, etc.
têm avisospara não abri-los.
Eles possuem grandes capacitores que
poderiam matar um ser humano.
Aplicações práticasAplicações práticas
9
Pág. 33
Prof. Marco Valentim ©
• O circuito RC (resistor e capacitor) em paralelo com a chave
(interruptor) evita o aparecimento de faíscas no instante de
abertura/fechamento desta chave.
• O capacitor atua armazenando as cargas que circulariam no
referido instante.
Aplicações práticas: Circuito RC Aplicações práticas: Circuito RC Pág. 34
Prof. Marco Valentim ©
• Um Indutor (ou uma Bobina) é um componente
elétrico muito simples, constituído por espiras de
material condutor (por exemplo, um fio de cobre). 
• É um dispositivo elétrico passivo que armazena
energia na forma de campo magnético, através
do efeito de vários loops da corrente elétrica.
• Em um esquema elétrico, um Indutoré mostrado da seguinte
maneira:
IndutoresIndutores
Pág. 35
Prof. Marco Valentim ©
• Para entender como um Indutor se comporta em um circuito,
veja a figura abaixo:
IndutoresIndutores: funcionamento básico: funcionamento básico Pág. 36
Prof. Marco Valentim ©
• O ckt básico da página anterior seria o de uma lanterna, onde a
lâmpada está em paralelo com um Indutor. Ou seja, se o Indutor
não existisse, quando o interruptor fosse ligado a lâmpada
acenderia.
• Com a presença do Indutor, o funcionamento do circuito fica
completamente diferente: como a lâmpada se comporta como
um Resistor (resistência do filamento) e o Indutor é feito de um
fio de cobre (tem muito menos resistência), seria esperado que a
corrente passasse menos pela lâmpada e que ela acendesse
fracamente (pois a corrente deveria seguir o caminho de baixa
resistência, através do Indutor).
• Mas o que acontece é que a lâmpada brilha intensamente e, na
seqüência, fica mais fraca. Quando o interruptor é desligado a
lâmpada brilha com muita intensidade e, então, apaga
rapidamente.
IndutoresIndutores: funcionamento básico: funcionamento básico
10
Pág. 37
Prof. Marco Valentim ©
• A razão para esse comportamento diferente do ckt é o Indutor,
pois quando a corrente começa a fluir, ela tende a estabelecer
um campo magnético (por causa das espiras da bobina).
• Enquanto o campo está sendo estabelecido, o Indutor bloqueia
o fluxo de corrente. Assim que o campo já esteja estabelecido,
a corrente volta a fluir normalmente através do fio.
• Quando o interruptor é desligado, o campo magnético do
Indutor mantém a corrente fluindo até que o campo seja nulo.
Essa corrente mantém a lâmpada acesa por um período de
tempo (mesmo que o interruptor esteja desligado).
IndutoresIndutores: funcionamento básico: funcionamento básico
Em outras palavras, um Indutor pode armazenar energia 
no seu campo magnético e tende a resistir a qualquer 
mudança na quantidade de corrente que flui através dele.
Pág. 38
Prof. Marco Valentim ©
Uma das maneiras de visualizar a ação de um Indutor (Bobina)
é imaginar um canal estreito com água fluindo por ele e uma
roda hidráulica pesada com suas pás imergindo neste canal:
• Imagine que a água não esteja fluindo (tudo “parado”).
• Agora, ao iniciar o fluxo da água, a roda hidraulica não irá
girar (as pás irão “tentar” impedir isto) até que a água alcançe
uma certa velocidade.
• No entanto, ao impedir o fluxo, a roda hidraulica tentará
manter a água se movendo até a sua velocidade de rotação
aumentar e atingir a velocidade da água.
• Um Indutor faz a mesma coisa com o
fluxo de elétrons em um fio: resiste à
mudança no fluxo. 
Analogia: como Analogia: como uma uma roda hidráulica roda hidráulica 
Pág. 39
Prof. Marco Valentim ©
• Suponha uma bobina, com aprox. 2 metros de diâmetro,
contendo cinco ou seis espiras e elas são fixadas em
canaletas no asfalto em ruas ou estradas. Desta maneira, isto
funciona como um medidor de indução à bobina. Agora,
quando um carro passar sobre bobina, a sua indutância irá se
modificar.
• Motivo  quando o automóvel passa (ou pára) sobre a
bobina ele está agindo como o núcleo do indutor e a sua
presença muda a indutância. A maioria dos sensores de
sinais de trânsito usa uma bobina como esta. Um circuito
eletrônico fica monitorando a indutância da bobina e quando
ela aumenta, existe ali a presença de um veículo.
Aplicações práticas: Aplicações práticas: Sensor Sensor de sinal de trânsito de sinal de trânsito Pág. 40
Prof. Marco Valentim ©
A capacidade de um Indutor é controlada por quatro fatores:
1) Número de espiras (mais espiras = maior indutância).
2) Material em que as bobinas são enroladas (o núcleo).
3) Área da seção transversal da bobina (maior a área significa
maior indutância).
4) Comprimento da bobina (uma bobina curta significa espiras
mais estreitas ou sobreposição = maior indutância)
OBS: um núcleo de ferro oferece à Bobina muito mais indutância
do que o ar ou do que qualquer outro material ofereceria.
HenryHenry
11
Pág. 41
Prof. Marco Valentim ©
ReatânciaReatância
• Reatância é a oposição à variação de Tensão (Capacitores) e
Corrente Elétrica (Indutores) em circuitos CA.
• É dada em Ohms, que constitui juntamente com a resistência
elétrica, a grandeza Impedância.
CIRCUITOS DE TENSÃO E CORRENTE CONTÍNUA
• Resistores Resistência
CIRCUITOS DE TENSÃO E CORRENTE ALTERNADA
• Capacitores Reatância Capacitiva (XC)
• Indutores Reatância Indutiva (XL)
Pág. 42
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 42
Prof. Marco Valentim ©
• Quando uma carga ideal (somente resistiva) é alimentada por
uma tensão alternada, a Corrente e a Tensão variam da mesma
maneira, ou seja, estão em fase, conforme mostra a figura:
Potências ATIVA Potências ATIVA –– REATIVA REATIVA -- APARENTEAPARENTE
Pág. 43
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 43
Prof. Marco Valentim ©
• Quando em um ciclo a Tensão aumenta (ou diminui) e a
Corrente também aumenta (ou diminui) na mesma proporção,
temos a condição ideal .
• Nesse caso, toda a energia gerada será transferida para a
carga, ou seja, a carga recebe a Potência ATIVA (ou Real).
• Na prática, as cargas não se comportam dessa forma, pois
elas não são resistivas puras. As cargas podem ter
componentes capacitivos e/ou indutivos que afetam seu
comportamento.
• Uma carga que tenha uma componente denominada Reativa
(indutiva ou capacitiva) faz com que a Corrente fique defasada
em relação à Tensão.
Potências ATIVA Potências ATIVA –– REATIVA REATIVA -- APARENTEAPARENTE Pág. 44
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 44
Prof. Marco Valentim ©
• Conforme seu comportamento seja indutivo ou capacitivo, a
Corrente pode adiantar-se ou atrasar-se em relação à Tensão.
Potências ATIVA Potências ATIVA –– REATIVA REATIVA -- APARENTEAPARENTE
12
Pág. 45
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 45
Prof. Marco Valentim ©
• O resultado disso, é que a Potência nesse circuito se altera,
pois apresenta uma componente Reativa, conforme a figura:
• Então, o circuito passa a consumir uma Potência APARENTE
que é maior do que a Potência ATIVA (ou Real) que ele usa.
• Tanto maior a Potência REATIVA, maior será a Potência
APARENTE em relação à Potência ATIVA (maior Ângulo ).
Triângulo das PotênciasTriângulo das Potências Pág. 46
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 46
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• Quanto menor for a Potência REATIVA maior será o cosseno
do ângulo . (OBS: quando o ângulo tende a zero, seu cosseno tende a 1)
Triângulo das PotênciasTriângulo das Potências
Pág. 47
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 47
Prof. Marco Valentim ©
Triângulo das PotênciasTriângulo das Potências Pág. 48
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 48
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EXERCÍCIOEXERCÍCIO
Um sistema possui uma potência aparente de 100 KVA 
e potência ativa de 79 KW.
Calcule seu Fator de Potência.
(A) FP = 0,59
(B) FP = 0,89
(C)FP = 0,69
(D)FP = 0,79 
13
Pág. 49
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 49
Prof. Marco Valentim ©
• Assim, na condição ideal de melhoraproveitamento da Energia,
o cosseno de deve estar o mais próximo de 1, ou seja, o
Fator de Potência (FP) deve se aproximar de 1.
• A legislação brasileira (ANEEL) exige que os equipamentos
sejam fabricados com um Fator de Potência no mínimo de 0,92
e no futuro, esse Fator de Potência deverá passar para 0,98.
• Com estes valores, a energia gerada e levada até o aparelho
tem seu aproveitamento próximo do ideal e com um mínimo de
Energia Reativa é desperdiçada.
Fator de PotênciaFator de Potência Pág. 50
Prof. Marco Valentim ©
Pág. 50
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• Um FP baixo significa que Energia Reativa (indutiva ou
capacitiva) está sendo gerada e não é aproveitada.
• Se somarmos toda a Energia que é desperdiçada dessa
forma, por todos equipamentos existentes que não tenham
Fatores de Potência de acordo com o exigido, o valor obtido
pode ser significativamente elevado.
• Por esse motivo, preocupar-se com o Fator de Potência é
algo importante quando se projeta qualquer equipamento.
• Nas indústrias e em muitas instalações que podem usar
equipamentos cujos Fatores de Potência tendam a ser
inerentemente baixos, devido às suas características, como
motores que são altamente indutivos, são usados bancos de
capacitores para corrigir o Fator de Potência.
Fator de PotênciaFator de Potência
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• É possível corrigir o Fator de Potência mediante o acoplamento
de Bancos de Capacitores, com uma potência reativa contrária
ao da carga, tentando ao máximo anular essa componente.
• Por exemplo, o efeito indutivo de motores pode ser anulado
com a conexão em paralelo de um capacitor (ou banco) junto ao
equipamento.
Correção do Fator de PotênciaCorreção do Fator de Potência
(Banco de Capacitores)(Banco de Capacitores)
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Correção do Fator de PotênciaCorreção do Fator de Potência
(Banco de Capacitores)(Banco de Capacitores)
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• O uso desses capacitores é obrigatório por Lei e as empresas
que tiverem alto consumo de energia reativa são obrigadas a
pagar valores elevados (R$) ou então investir na sua redução
com o uso dos Bancos de Capacitores.
• Para o usuário comum (como por exemplo, os consumidores
residenciais), cabe ao fabricante dos equipamentos elétricos
e eletrônicos garantir que o Fator de Potência de seu produto
esteja dentro das especificações exigidas por lei.
Correção do Fator de PotênciaCorreção do Fator de Potência
(Banco de Capacitores)(Banco de Capacitores)
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Correção do Fator de PotênciaCorreção do Fator de Potência
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Considerar uma instalação de 80kW que tenha um
Fator de Potência de 0,8 e se queira corrigir para 0,9.
Pede-se determinar a potência reativa a ser instalada
para se obter o resultado desejado.
EXERCÍCIOEXERCÍCIO

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