Relatório 06 POTÊNCIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA

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POTÊNCIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA
Eletricidade Aplicada (CCE-1028)
Autores: Davi da Luz Carvalho
Elvys Bispo Feitosa
Paula Raianne Santos Pereira 
Romário Nunes Lima
Ruanne de Jesus Santos
Turma: 3003
Prof. Dr. Cochiran Pereira dos Santos
Data: 11 de outubro de 2017
Aracaju, Sergipe
INTRODUÇÃO
A capacidade de um consumidor de produzir trabalho em um determinado tempo, a partir da energia elétrica, é chamada de potência elétrica. Em um circuito de corrente contínua, a potência é dada em watts, multiplicando-se a tensão pela corrente.
Todavia, quando se trata de circuitos de CA (corrente alternada) com cargas indutivas e/ou capacitivas, ocorre uma defasagem entre tensão e corrente. Isso nos leva a considerar três tipos de potência:
Potência Aparente (S)
Potência Ativa (P)
Potência Reativa (Q)
Potência Aparente é o resultado do produto da multiplicação entre a tensão e a corrente. Em circuitos não resistivos em corrente alternada esta potência não é real, pois não considera a defasagem que existe entre a corrente e a tensão. Recebe a notação S e é expressa em Volt Ampere (VA).
Potência Ativa, também chamada de potência Real é a potência que realmente produz o trabalho na carga. Recebe como notação a letra P e é expressa em Watts (W). No cálculo da potência ativa é importante considerar o produto entre a corrente e a tensão e também o fator de potência (cos φ).
Teremos então:
Como em um circuito com uma carga resistiva não há defasagem entre tensão e corrente (Figura 3), elas estão em fase e o ângulo Ø será igual a 0 (zero), portanto, a Equação 1 se torna: 
Potência reativa é a porção da potência aparente que é fornecida ao circuito. Sua função é constituir o circuito magnético nas bobinas e um campo elétrico nos capacitores. Como os campos aumentam e diminuem acompanhando a frequência, a potência reativa varia duas vezes por período entre a fonte de corrente e o consumidor. A potência reativa aumenta a carga dos geradores, dos condutores e dos transformadores originando perdas de potência nesses elementos do circuito.
A unidade de medida da potência reativa é o volt-ampère reativo (VAr) e é representada pela letra Q.
Resumindo a Potência Elétrica em Corrente Alternada:
A Potência Ativa é a potência que realmente realiza trabalho no sistema, no copo de Chopp é o Chopp descontado da espuma.
A Potência Reativa é a potência desperdiçada pelo sistema, no copo de Chopp é a espuma, que é desperdiçada.
A Potência Aparente é a Potência total que o sistema retira da rede de alimentação, no copo de Chopp é o valor pago pelo copo inteiro.
Na Figura 1 abaixo vemos um gráfico de corrente elétrica alternada de onda senoidal:
Na Figura 2 está o ciclo em uma onda senoidal:
A Figura 3 mostra quando a onda de tensão e a onda de corrente estão em fase:
No gráfico da Figura 4 observamos a onda de corrente atrasada em relação à onda de tensão em 90 graus, chamada de defasagem:
OBJETIVOS
Determinar a corrente e a potência de diversas cargas resistivas submetidas ao regime de corrente alternada.
MATERIAIS UTILIZADOS
Multímetro digital, diversas lâmpadas com suporte, alicate amperímetro e cabos.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1ª Parte: Corrente e potência de cargas resistivas.
Com o circuito já montado (Figura 5), meça e anote na Tabela 1, a tensão vda rede elétrica que será utilizada para as três lâmpadas.
Agora meça cuidadosamente a corrente que circula pelo circuito composto e pela lâmpada 1 e depois pela lâmpada 2. Anote os dados na Tabela 1. 
Figura 5: circuito em série composto por fonte de tensão alternada, amperímetro e lâmpada.
Tabela 1: valores de corrente alternada e potência das lâmpadas 1 e 2.
	
	Lâmpada 1
	Lâmpada 2
	Tensão (V)
	127,7
	127,7
	Corrente (mA)
	2,68
	1,22
	Potência (mW)
	342,236
	155,794
- Com base nos valores encontrados, determine a potência de carga resistiva, ou seja, a potência luminosa de cada lâmpada, através da Equação 2:
2ª Parte: Alicate amperímetro.
Agora utilizaremos um instrumento de medida de corrente baseado no princípio da indução de cargas entre o primário e o secundário de um transformador: o alicate amperímetro. Ele nos fornece o resultado da corrente através de uma medida indireta no circuito, não necessitando da ligação em série com o que se quer medir.
Para realizar a medida, encaixe um dos três fios na garra do alicate. Lembrando que o fio verde é o aterramento (terra) e os outros dois são a fase e o neutro (retorno).
Tabela 2: valores de corrente alternada e potência das lâmpadas 3 e 4.
	
	Lâmpada 3
(50 W)
	Lâmpada 4
(10 W)
	Tensão (V)
	127,7
	127,7
	Corrente (mA)
	410
	< 10
	Potência (mW)
	52 234
	< 1 277
- Com base nos valores de potência obtidos na Tabela 2, calcule o erro entre o valor de potência fornecido pelo fabricante: 50 W para a lâmpada incandescente e 10 W para a lâmpada de led, e o valor determinado experimentalmente.
Resposta: Para a lâmpada incandescente encontramos 52,234 W, o que corresponde a uma diferença de +2,234 W comparado ao valor fornecido pelo fabricante (50 W). Já para a lâmpada de led o valor de corrente obtido não foi registrado exatamente pelo alicate amperímetro, porém foi menor que 1,277 W (valor muito abaixo de 10 W como fornece o fabricante).
- Discuta por que você consegue realizar a medida de corrente com o alicate amperímetro nos fios referentes à fase e ao neutro, separadamente, mas não consegue realizar a medida dos dois ou dos três ao mesmo tempo?
Resposta: A medida em questão feita com os fios todos ao mesmo tempo é zerada, pois a fase se comporta em semicírculos (180º) e o neutro (retorno) também, ressaltando que é negativamente (-180º), logo a medida fase + neutro = 0 mA.
V (V)
Fase
+
Neutro
-
+
t (s)
- Discuta o porquê da Equação 1 ter se transformado na Equação 2.
Resposta: Porque as medidas foram feitas com lâmpadas (não há defasagem entre tensão e corrente, além de estarem em fase) e f = 0º. Com isso cos 0º = 1, logo P = V . I . cos 0º, como cos 0º = 1, temos P = V . I.
CONCLUSÃO
Como foi experimentado e discutido neste relatório, foi possível chegar à conclusão de que quanto maior a potência, a corrente será maior ocasionando assim um maior gasto (consumo), devido a potência luminosa descoberta. Tudo isso através de equações que nos permite determinar a potência no regime de corrente alternada de diversos tipos de lâmpadas utilizando-se de vários meios para medição (multímetro e alicate amperímetro).
Além disso, descobrimos que num circuito com carga resistiva não existe defasagem entre tensão e corrente, deixando-as em fase podendo assim ser utilizada a equação de potência sem a interferência do cosseno.
AVALIAÇÃO
Através deste relatório de experiência, em que a nota atribuída será de 0 (zero) a 10 (dez).
BIBLIOGRAFIA
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física III, Eletromagnetismo. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 2012.
https://www.saladaeletrica.com.br/potencia-eletrica-podcast-002/. Acessado em 12 de outubro de 2017.
SANTOS, A. F. dos. Eletricidade aplicada. Rio de Janeiro: SESES/Estácio, 2016.