CIRCUITOS ELÉTRICOS. Aula 06 POTÊNCIA EM CORRENTE ALTERNADA

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1 CIRCUITOS ELÉTRICOS Aula 06 POTÊNCIA EM CORRENTE ALTERNADA

2 Introdução Potência em corrente Alternada: Quando falamos em potência em circuitos de corrente alternada, temos que ser específicos sobre qual potência estamos considerando, pois há 05 (cinco) tipos de potências em sistemas CA. São elas: Potência Instantânea Fins didáticos Potência Ativa Trabalho Potência Reativa Funcionamento de motores Potência Aparente Total = Ativa + Reativa Potência Complexa Utilizada na engenharia

3 Potência Instantânea A primeira das potências a ser considerada é a potência instantânea. Como dito anteriormente, esta é a potência utilizada para explicar de onde vem as potências restantes. A potência instantânea vai variar de acordo com o ângulo de atraso entre tensão e corrente no circuito. Se considerarmos uma fonte de tensão v(t) conectada a uma impedância Z / ϕ. v(t) = VP. cos (wt + ϕ) i(t) = IP. cos (wt + ϕ) A potência instantânea, nada mais é do que a multiplicação de v(t) e i(t) p(t) = v(t). i(t) Utilizando a tensão e a corrente do circuito na fórmula da potência instantânea, e substituindo os valores de pico por valores RMS, temos: p(t) = V. I. cos(ϕ) + V. I. cos(2wt + ϕ) Potência Ativa Potência Reativa

4 Análise da Potência Instantânea De forma resumida, podemos dizer que a potência instantânea é a multiplicação do valor da tensão e da corrente em cada instante de tempo. Podemos analisar a potência para os diferentes tipos de impedância existentes: Conclusões: CONSIDERAÇÕES: A potência desenvolvida no circuito é sempre positiva A potência média do circuito é V.I Toda a potência absorvida pela carga é transformada em trabalho A esta potência damos o nome de potência ativa P (dada em Watts - W). Potência Ativa (Trabalho) P (W)

5 Análise da Potência Instantânea De forma resumida, podemos dizer que a potência instantânea é a multiplicação do valor da tensão e da corrente em cada instante de tempo. Podemos analisar a potência para os diferentes tipos de impedância existentes: CONSIDERAÇÕES: A potência desenvolvida no circuito ora é positivo ora é negativa A potência média do circuito é igual a 0 Toda a potência absorvida pela carga é devolvida ao sistema A esta potência damos o nome de potência reativa indutiva QL (dada em Volt.Ampére Reativo - VAR). Conclusões: Potência Reativa (Campo) QL (VAR)

6 Análise da Potência Instantânea De forma resumida, podemos dizer que a potência instantânea é a multiplicação do valor da tensão e da corrente em cada instante de tempo. Podemos analisar a potência para os diferentes tipos de impedância existentes: CONSIDERAÇÕES: A potência desenvolvida no circuito ora é positivo ora é negativa A potência média do circuito é igual a 0 Toda a potência absorvida pela carga é devolvida ao sistema A esta potência damos o nome de potência reativa capacitiva QC (dada em Volt.Ampére Reativo - VAR). Conclusões: Potência Reativa (Campo) QC (VAR)

7 Análise da Potência Instantânea De forma resumida, podemos dizer que a potência instantânea é a multiplicação do valor da tensão e da corrente em cada instante de tempo. Podemos analisar a potência para os diferentes tipos de impedância existentes: Conclusões: CONSIDERAÇÕES: A potência desenvolvida no circuito ora é positivo ora é negativa, porém... A potência média do circuito está entre 0 e V.I Apenas uma parte da potência absorvida é devolvida a fonte. A esta potência damos o nome de potência Aparente S (dada em Volt.Ampére - VA). S (VA) P (W) + QL (VAR)

8 Potência Ativa P (W) A potência ativa P, dada em Watt (W), é aquela correspondente ao produto da corrente com a parcela da tensão que está em fase com ela. A potência ativa apenas é fornecida pelo gerador para cargas resistivas. Sempre corresponde a parcela positiva do gráfico da potência instantânea. P = V. I. cos Pode ser calculada também da seguinte forma: É transformada em calor (efeito Joule). É a única potência que gera trabalho (movimento e calor). É também conhecida como Potência Real ou Potência Útil. P = R. I 2 P = V2 R P = V R. I

9 Potência Ativa P (W) Exercício 01 Para o circuito ao lado, determine: P = V. I. cos P = R. I 2 A) A corrente I e a defasagem ϕ; B) As potências ativas P1 e P2 dissipadas pelos resistores R1 e R2; C) A potência ativa total P que o gerador fornece ao circuito. P = V2 R P = V R. I

10 Potência Reativa QL ou QC (VAR) A potência reativa Q, dada em Volt.Ampére Reativo (VAR), surge por causa da energia armazenada no indutor e no capacitor. A potência reativa apenas é fornecida pelo gerador para cargas indutivas ou capacitivas. Q Q = V. I. sen Pode ser calculada também da seguinte forma: Uma pequena parcela positiva da potência instantânea é utilizada pela impedância para armazenar energia, e a parte negativa, representa a devolução dessa energia à fonte. É totalmente perdida, pois não realiza trabalho útil. No indutor, a potência reativa se dá na forma de campo magnético. No capacitor, a energia se dá na forma de campo elétrico. Sendo de polaridade contrária à da potência reativa indutiva. Q L = V L 2 Q L = V L. I Q C = X C. I 2 Q C = V C 2 X L X C Q L = X L. I 2 Q C = V C. I

11 Potência Reativa QL ou QC (VAR) Exercício 02 Para o circuito ao lado, determine: A) As correntes do indutor e do capacitor; B) As potências reativas Q1 e Q2 dissipadas pelas reatâncias XL1 e XC2; C) A potência reativa total Q que o gerador fornece ao circuito. Q L = V L. I Q C = X C. I 2 Q L = V L 2 X L Q C = V C 2 X C Q L = X L. I 2 Q C = V C. I

12 Potência Aparente S (VA) A potência aparente S, dada em Volt.Ampére (VA), é a potência total fornecida pelo gerador à impedância. Corresponde ao produto da tensão pela corrente sem considerar a defasagem existente entre elas. A potência aparente é aquela que engloba as potências das cargas resistivas e das reatâncias. Engloba todas as potências desenvolvidas no circuito, ativa mais reativa. Q S = V. I Pode ser calculada também da seguinte forma: É a potência transmitida pela linha de transmissão. Quanto mais reativa, menos ativa será possível transmitir. Quanto menos reativa melhor. É a potência em cima da impedância (Z). S = Z. I 2 S = V2 Z

13 Potência Aparente S (VA) Exercício 03 Para o circuito ao lado, determine: I 220V V 8/45º Ω Z Z 11/30º Ω S = V. I A) A corrente I e a defasagem ϕ de cada impedância; B) As potências aparentes S1 e S2 fornecidas para as cargas Z1 e Z2; S = Z. I 2 S = V2 Z