Eletricidade Aplicada: Circuitos Monofásicos e Transformadores, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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ATIVIDADES

PRATICAS

SUPERVISIONADAS

ELETRICIDADE APLICADA

Engenharia – Ciclo Básico 4ª Serie A

Nomes:

ETAPA 3 – Aula Tema: Circuitos Monofásicos

Passo 1 – Leia com atenção a página eletrônica http://www.agais.com/eletrica.htm

Passo 2 – Responda as seguintes questões;

1. Como o fator de potência pode influenciar na conta de energia elétrica?

O fator de potência pode sim influenciar na tarifa mensal de energia, porque estando fora da taxa permitida pela ANEEL, o consumidor será penalizado (multado), e porque o fator de potência entra no calculo da fatura.

2. Qual o menor valor de referência para fator de potência estabelecido pela ANEEL?

O valor mínimo para o fator de potência segundo a ANEEL é 0,92 ou 92%

3. Descreva em linhas gerais como pode ser feita a correção do fator de potência?

A correção do fator de potência é feita porque há um consumo de corrente em atraso de fase, para se corrigir, colocam-se bancos de capacitores (carga capacitiva) em paralelo com a carga indutiva para que esta produza uma corrente adiantada diminuindo o ângulo de fase ɵ para o menor possível.

Passo 3 – Suponha que um sistema monofásico industrial possua uma demanda de 65 kW de potência ativa, 95 kVA de potência aparente e FP indutivo. Calcule a capacitância do banco de capacitores para conectar-se em paralelo com o sistema de modo a elevar o fator de potência resultante para um FP igual a 0,92, indutivo.

Nova Instalação (com capacitor acoplado em paralelo com circuito)

Então,

Instalação com Capacitores com FP = 0,9223,07P = 65 kWS = 95 kVACircuito Original com FP = ° 0,

P = 65 kWQ = 69252 VArS = 95 kVA46,8 °

Aplicação Transformador Núcleo Ferromagnético

Transformadores de áudio frequência ( AF ) - São usados nas áudio-frequências (baixas frequências) como transferidores de potência e casadores de impedância. Possuem núcleo de ferro e são empregados, principalmente, nos amplificadores transferidores de potência e nos microfones de carvão, encontrados nos equipamentos de comunicações.

Aplicação Transformador Núcleo a ar

Transformadores de rádio frequência ( RF ) - Utilizam núcleo de ar, possuem baixa impedância e são utilizados nos circuitos de acoplamento de antena. Os transformadores sem núcleos são utilizados em aplicações de altas frequências onde, por menor que seja o acoplamento magnético, se tem com facilidade uma boa transferência de energia.

Passo 3: Pesquise sobre os tipos de perdas existentes no transformador (no enrolamento e no núcleo) e compare as perdas por histerese e correntes de Foucault.

Além das perdas no cobre dos enrolamentos (devidas à resistência), os transformadores e bobinas apresentam perdas magnéticas no núcleo.

Perdas por Histerese: Os materiais ferromagnéticos são passíveis de magnetização, através do realinhamento dos domínios, o que ocorre ao se aplicar um campo (como o gerado por um indutor ou o primário do transformador). Este processo consome energia, e ao se aplicar um campo variável, o material tenta acompanhar este, sofrendo sucessivas imantações num sentido e noutro, se aquecendo. Ao se interromper o campo, o material geralmente mantém uma magnetização, chamada campo remanente.

Perdas por correntes parasitas ou de Foucault: São devidas à condutividade do núcleo, que forma, no caminho fechado do núcleo, uma espira em curto, que consome energia do campo. Para minimizá-las, usam-se materiais de baixa condutividade, como a ferrite e chapas de aço-silício, isoladas uma das outras por verniz. Em vários casos, onde não se requer grandes indutâncias, o núcleo contém um entreferro, uma separação ou abertura no caminho do núcleo, que elimina esta perda.

Passo 4: Pesquise as vantagens na utilização de transformadores com núcleo de metal amorfo?

• As perdas no núcleo por histerese magnética e corrente de Foucault são entre 50% e 60% menores, chegando em transformadores de distribuição de baixa potência a 87%.
• (^) As perdas por efeito Joule nos enrolamentos são menores em até 21%. As perdas totais chegam a 60% menos.
• A corrente de excitação é sensivelmente menor.

• O custo dos transformadores com núcleo de metal amorfo é maior entre 25% e 50%. Estima-se que seu investimento seja pago em torno de 2 a 3 anos devido seu menor consumo de potência amorfas ser a construção de núcleos de transformadores de distribuição.
• Menor Elevação de Temperatura no núcleo.

ETAPA 5 – Aula Tema: Motores CA

Essa atividade, a ser realizada em grupo, é importante para que você possa aplicar o conhecimento adquirido em aulas teóricas da disciplina, bem como, consultando seu livro texto (PLT) ao final dessa etapa você, aluno, deverá estar apto a conhecer os diversos tipos de máquinas de corrente alternada.

Passo 1 – Pesquise na internet a diferença entre máquinas c.a. lineares e rotativas. Busque os principais aspectos construtivos de cada um deles e faça um esboço.

Motor linear: um motor linear é um motor de corrente alternada que em vez de ter o estator em volta do rotor este está em baixo, então não produz torque e sim uma força linear ao longo da sua construção, como na figura abaixo;

Motor Rotativo: Ao contrário do motor linear este tem o estator em volta do rotor e quando é acionado produz torque, como na figura abaixo;