POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA.

Apresentação em tema: "POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA."— Transcrição da apresentação:

1 POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA EM CORRENTE ALTERNADA

2 OBJETIVO DA AULA APRESENTAR E DISCUTIR CONCEITOS SOBRE O TEMA POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA.

3 TÓPICOS DISCUTIDOS TIPOS DE POTÊNCIA – CC E CA (Aparente, Ativa, Reativa) FATOR DE POTÊNCIA – Conceito e impacto em instalações elétricas POTÊNCIA E ENERGIA – Conceitos e cálculo

4 IMPORTÂNCIA POTÊNCIA & ENERGIA Sistema de Iluminação Condicionamento de ar Sistemas motrizes Sistema tarifário

5 POTÊNCIA ELÉTRICA EXISTE DIFERENÇA ENTRE A POTÊNCIA ELÉTRICA FORNECIDA POR UMA BATERIA E PELA REDE ELÉTRICA? QUAL?

6 A tensão/corrente é contínua e a potência é medida em Watts (W), dada por: P = V.I [W] Tensão elétrica: V – Volts Corrente elétrica: I - Ampères NA BATERIA

7 POTÊNCIA APARENTE A TENSÃO/CORRENTE É ALTERNADA E ENCONTRAMOS TRÊS TIPOS DE POTÊNCIA: POTÊNCIA ATIVA POTÊNCIA REATIVA NA REDE ELÉTRICA

8 POR QUE A TENSÃO/CORRENTE É GERADA DE FORMA ALTERNADA NAS USINAS?

9 VANTAGENS DE C.A. ?

10 A TRANSMISSÃO PARA LONGA DISTÂNCIAS É MAIS BARATA DO QUE C.C. PERMITE A ELEVAÇÃO E A REDUÇÃO DA TENSÃO POR MEIO DE TRANSFORMADORES (C.C. NÃO) EXISTEM EQUIPAMENTOS QUE SÓ FUNCIONAM EM C.A. VANTAGENS DE C.A.

11 POR QUE EXISTEM OS TRÊS TIPOS DE POTÊNCIA EM C.A.? (Aparente, Ativa e Reativa)

12 NAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS TEMOS: EQUIPAMENTOS COM RESISTÊNCIA ELÉTRICA – Chuveiros elétricos, fornos a resistência, etc. EQUIPAMENTOS COM INDUTÂNCIA – Reatores de lâmpadas, motores elétricos, etc. EQUIPAMENTOS COM CAPACITÂNCIA – Capacitores elétricos; – Existe também o efeito capacitivo em linhas de transmissão.

13 EQUIPAMENTOS COM RESISTÊNCIA FILAMENTO

14 REATORES PARA LÂMPADAS COMO AS LÂMPADAS DE DESCARGA NÃO POSSUEM RESISTÊNCIA, QUEM LIMITA A CORRENTE ELÉTRICA É O INDUTOR DO REATOR.

15 CONSTITUIÇÃO DE UM MOTOR CAMPO MAGNÉTICO

16 CONSTITUIÇÃO DE UM CAPACITOR Dielétrico ( Isolante) CAMPO ELÉTRICO Placas metálicas +++++++++++ -------------------

17 OBSERVEM O EFEITO DE UM CAPACITOR EM UM CIRCUITO ELÉTRICO

18 W AV P Ap = V x I = 100 x 2 100 V 2 A Indutor 1200 espiras P At = 40 W = 200 VA 40 W

19 W A V = 100 x 2 P Ap = V x I P At = 40 W = 200 VA 1200 Espiras CAP f 100 V 2 A

20 P Ap = V x I = 100 x 0,5 100 V 0,5 A P At = 40 W = 50 VA 1200 Espiras W A V 40 W CAP f

21 O CAPACITOR ATUA EM SENTIDO CONTRÁRIO AO INDUTOR INDUTOR POSSUI POTÊNCIA REATIVA INDUTIVA CAPACITOR POSSUI POTÊNCIA REATIVA CAPACITIVA IndutorCapacitor

22 Características das três potências A potência aparente S [VA] é a potência total, que inclui uma parte ativa P [W] e uma parte reativa Q [Var]. A potência ativa é a que efetivamente gera trabalho e é faturada pela concessionária de energia elétrica. A potência reativa é utilizada para alimentar os campos elétricos (em capacitores) e magnéticos (em indutores/motores).

23 S=V.I P Q φ

24 GRANDEZA ELÉTRICAEQUAÇÃO POTÊNCIA ATIVA MONOFÁSICA POTÊNCIA ATIVA TRIFÁSICA FATOR DE POTÊNCIA V = Tensão elétrica [V – volts] I = Corrente elétrica [A – ampères] Potência aparente/total = V.I [VA ou kVA]

25 MONOFÁSICA – Uma fase e o neutro (127 V); – Equipamentos com baixa potência; BIFÁSICA – Duas fases (220 V); – Equipamentos de média potência; TRIFÁSICA – Três fases (220V – 380V – 440V – 660V) – Equipamentos de alta potência. – Melhor distribuição de cargas entre as fases. TIPOS DE LIGAÇÕES ELÉTRICAS

26 FATOR DE POTÊNCIA Representa quanto de potência ativa tem no sistema elétrico, ou seja, o quanto da potência total é transformada em trabalho. Se o FP for muito indutivo (muitos motores): – Acaba solicitando muita corrente elétrica, ocasionando sobrecarga no sistema e causando perdas por efeito joule (aquecimento nos cabos e nos equipamentos). – Pode ser compensado utilizando banco de capacitores para correção.

27 FATOR DE POTÊNCIA Varia de: 0 a 1 = 0 => O sistema consome apenas energia reativa; = 1 => O sistema consome apenas energia ativa (ex: chuveiro elétrico, ferro elétrico, forno elétrico etc.) = 0< FP<1: Mínimo FP exigido no Brasil é 0,92 ou 92% – Abaixo disso a empresa paga excedente reativo.

28 Energia eléctrica consumida pelo aparelho [kWh] Potência eléctrica do aparelho [W] Intervalo de tempo de funcionamento do aparelho (em horas) E = P x t 1 kW = 1000 W

29 QUEM CONSOME MAIS ENERGIA? Tensão 127 Volts Potência – 5500 Watts Tensão 220 Volts Potência – 5500 Watts

30 A energia depende da potência do equipamento e do tempo de funcionamento. Como a potência é a mesma, o consumo será o mesmo para ambos os equipamentos, independente da tensão. QUEM CONSOME MAIS ENERGIA?

31 Tensão 127 Volts Potência – 2200 Watts Tensão 127 Volts Potência – 450 Watts Aparelho ‘A’ Aparelho ‘B’ Supondo funcionamento 8h/mês

32 Energia: E = P x t [kWh] Custo mensal = E x Tarifa Supondo funcionamento 8h/mês Equipamento ‘A’ E = 2,2kW x 8h/mês = 17,6 kWh/mês Se a tarifa de energia é R$0,6454/kWh: Custo mensal = 17,6 x 0,6454 = R$11,36/mês Equipamento ‘B’ E = 0,45kW x 8h/mês = 3,6 kWh/mês Se a tarifa de energia é R$0,6454/kWh: Custo mensal = 3,6 x 0,6454 = R$2,32/mês

33 Potência ativa total (P AT ) e energia total (E T ) de uma instalação elétrica É a soma do consumo dos equipamentos V P1P1 P2P2 P3P3 P AT = P 1 + P 2 + P 3 E T = P 1 x t 1 + P 2 x t 2 + P 3 x t 3

34 FATOR DE CARGA EM INSTALAÇÕES FATOR DE CARGA (FC) FC = Demanda média / Demanda máxima OU FC = Energia consumida / Demanda max*tempo – Alto FC indica uso eficiente de energia e bom planejamento da empresa. – Em planejamento energético pode-se estimar o consumo de energia utilizando o FC médio da instalação.

35 Exemplos

36 Exemplo 1: Fator de carga: 0,4 Tempo no mês : 730 horas Estime o consumo de energia elétrica no mês considerando uma demanda máxima de 250 kW.

37 Exemplo 2: Equipamento: 10 kW Tempo de uso: 8 horas por dia Calcule a energia elétrica consumida em um mês (22 dias úteis) e o valor gasto, considerando uma tarifa de R$0,78/kWh.

38 Obrigado!