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QUESTÃO 2 (Foco: Correção do Fator de Potência) Uma indústria possui uma demanda instalada de 100 kW operando com um fator de potência indutivo de 0,70. Visando evitar penalidades na fatura de energia elétrica e reduzir as perdas por efeito Joule nos cabos alimentadores, o engenheiro responsável projetou a instalação de um banco de capacitores para elevar o fator de potência para 0,92 indutivo. Considerando que a tensão de linha no barramento é de 380 V em 60 Hz e que o banco será conectado em Triângulo (Δ), a potência reativa total necessária do banco de capacitores e a capacitância aproximada por fase deste banco devem ser, respectivamente: (Dados: Tan(arcCos(0,70)) ≈ 1,02; Tan(arcCos(0,92)) ≈ 0,42.6) A) 102 kVAr e 432 µF B) 59,4 kVAr e 364 µF C) 59,4 kVAr e 109,2 µF D) 42,6 kVAr e 78,3 µF E) 102 kVAr e 187,5 µF
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Antonio Luis Bonuti

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Vamos resolver passo a passo: Dados: - Potência ativa (P) = 100 kW - Fator de potência inicial (fp1) = 0,70 (indutivo) - Fator de potência final (fp2) = 0,92 (indutivo) - Tensão de linha (V_L) = 380 V - Frequência (f) = 60 Hz - Banco de capacitores em triângulo (Δ) - Tan(arcCos(0,70)) ≈ 1,02 - Tan(arcCos(0,92)) ≈ 0,42 --- 1. Calcular a potência reativa inicial (Q1): \[ Q_1 = P \times \tan(\arccos(fp_1)) = 100 \times 1,02 = 102 \text{ kVAr} \] 2. Calcular a potência reativa final (Q2): \[ Q_2 = P \times \tan(\arccos(fp_2)) = 100 \times 0,42 = 42 \text{ kVAr} \] 3. Potência reativa do banco de capacitores (Qc): \[ Q_c = Q_1 - Q_2 = 102 - 42 = 60 \text{ kVAr (aproximadamente)} \] --- 4. Calcular a capacitância por fase: - Potência reativa do banco: \( Q_c = 60 \text{ kVAr} = 60.000 \text{ VAr} \) - Tensão de fase no triângulo: \[ V_f = V_L = 380 \text{ V} \quad (\text{em triângulo, tensão de fase = tensão de linha}) \] - Fórmula da potência reativa do capacitor por fase: \[ Q_c = 3 \times V_f^2 \times \omega C \] onde \(\omega = 2 \pi f = 2 \pi \times 60 = 377 \text{ rad/s}\) Isolando \(C\): \[ C = \frac{Q_c}{3 \times V_f^2 \times \omega} \] Substituindo: \[ C = \frac{60.000}{3 \times (380)^2 \times 377} = \frac{60.000}{3 \times 144.400 \times 377} \] Calculando o denominador: \[ 3 \times 144.400 \times 377 = 3 \times 54.418.800 = 163.256.400 \] Então: \[ C = \frac{60.000}{163.256.400} \approx 3,67 \times 10^{-4} \text{ F} = 367 \mu F \] --- Conclusão: - Potência reativa do banco: aproximadamente 60 kVAr (mais próximo de 59,4 kVAr) - Capacitância por fase: aproximadamente 364 a 367 µF --- Alternativa correta: b) 59,4 kVAr e 364 µF.

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