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Correção do Fator de Potência Notas de aula de Análise de Circuitos 2 Luciano Baracho Rocha 1 Carga indutiva original 2 Carga indutiva com fator de potência aumentado + V _ I 𝑰𝑳 𝑰𝑪 C 3 Diagrama de fasores I V 4 Aumentar o FP do circuito colocando uma carga capacitiva em paralelo • Mudar FP : cos(𝜃1) → cos (𝜃2) • Com mesmo valor da tensão, o circuito (a) drena um valor IL bem maior que a corrente I absorvida pelo circuito da figura (b) • As concessionárias de energia elétrica cobram mais por correntes maiores por maiores perdas de potência → 𝑃 = 𝐼𝐿 2𝑅 • Ideal para consumidores e concessionárias de energia elétrica é tentar minimizar a corrente ou manter o fator de potência mais próximo possível de 1; 5 Triângulo de potências 6 Mudar fator de potência de 𝑐𝑜𝑠𝜃1 para 𝑐𝑜𝑠𝜃2 sem alterar a potência real 𝑃 = 𝑆1𝑐𝑜𝑠𝜃1 ; 𝑄1 = 𝑆1𝑠𝑒𝑛𝜃1 = 𝑃𝑡𝑔 𝜃1 𝑃 = 𝑆2𝑐𝑜𝑠𝜃2 ; 𝑄2 = 𝑃𝑡𝑔 𝜃2 𝑄𝐶 = 𝑄1 − 𝑄2 = 𝑃(𝑡𝑔𝜃1 − 𝑡𝑔𝜃2) 𝑄𝐶 = 𝑉𝑅𝑀𝑆 2 𝑋𝐶 = 𝜔𝐶𝑉𝑅𝑀𝑆 2 → 𝐶 = 𝑄𝐶 𝜔𝑉𝑅𝑀𝑆 2 = 𝑃(𝑡𝑔𝜃1−𝑡𝑔𝜃2) 𝜔𝑉𝑅𝑀𝑆 2 7 Exemplo de aplicação: • Quando conectada a uma rede elétrica de 120V(RMS), 60 Hz, uma carga absorve 4kW com um fator de potência 0,8. Determine o valor da capacitância necessária para elevar o fator de potência para 0,95. • Resposta: 310,5 µF. Sugere-se comprar um capacitor com tensão nominal igual a 200V Porque ? 8 Problema de extensão da aprendizagem: • determine o valor da capacitância em paralelo necessária para corrigir uma carga de 140 kVar com fator de potência de 0,85 (atrasado) para um FP unitário. Suponha que a carga seja alimentada por uma linha de 110V (RMS), 60 Hz. • Resposta: 30,69 mF 9 Problema de extensão de aprendizagem: • Embora a situação mais comum na prática seja a carga indutiva, também é possível que a carga seja capacitiva, operando com um fator de potência adiantado. Neste caso um indutor deveria ser ligado na carga para correção do fator de potência. Determine a fórmula da indutância “shunt” (paralela) L necessária de modo semelhante ao que foi feito para o capacitor. • Resposta: 𝐿 = 𝑉𝑅𝑀𝑆 2 𝜔𝑄𝐿 10