Circuitos Elétricos 2 Circuitos Elétricos Aplicados

Apresentação em tema: "Circuitos Elétricos 2 Circuitos Elétricos Aplicados"— Transcrição da apresentação:

1 Circuitos Elétricos 2 Circuitos Elétricos Aplicados
Prof. Dr.-Ing. João Paulo C. Lustosa da Costa Universidade de Brasília (UnB) Departamento de Engenharia Elétrica (ENE) Laboratório de Processamento de Sinais em Arranjos Caixa Postal 4386 CEP , Brasília - DF Homepage:

2 Exercício para Prova (1)
Considere uma pequena fábrica com uma instalação elétrica a 3 condutores conforme a figura abaixo. Assume-se que as tensões V estão na fase 0o e possuem magnitude igual a 120V com freqüência de 60Hz. Entre a fase a e o neutro n estão conectados 5 motores com a seguinte especificação: - 50 CV, FP 0,8 em atraso e rendimento de 75 % Entre a fase b e o neutro n estão conectados apenas 2 motores com a seguinte especificação: - 150 CV, FP 0,75 em atraso e rendimento de 90 % Entre as duas fases está conectado um motor com a seguinte especificação: - 300 CV, FP 0,85 em atraso e rendimento de 85 % 1. Calcule o fasor da corrente no neutro. Desenhe o diagrama de fasores utilizando as tensões de entrada V e as correntes nas fases a e b e no neutro n. 2. Dimensione bancos de capacitores para obter um fator de potência de 0,95 em atraso. Dimensione bancos de capacitores para obter um fator de potência unitário. Calcule o fasor da corrente no neutro para os dois casos. Compare o custo dos bancos de capacitores para cada caso sabendo que 10kVAr capacitivos custam R$1200,00.

3 Solução para o exercício (1)
Item 1: Cálculo das impedâncias

4 Solução para o exercício (2)
Item 1: Cálculo das impedâncias LKC no Nó x:

5 Solução para o exercício (3)
Item 1: Diagrama de fasores

6 Solução para o exercício (4)
Item 2: Cálculo do banco de capacitores para os motores entre fase a e neutro Calculando a potência reativa capacitiva necessária

7 Solução para o exercício (5)
Item 2: Cálculo do banco de capacitores para os motores entre fase b e neutro Calculando a potência reativa capacitiva necessária

8 Solução para o exercício (6)
Item 2: Cálculo do banco de capacitores para os motores entre fase a e fase b Calculando a potência reativa capacitiva necessária

9 Solução para o exercício (7)
Item 2: Cálculo do custo do banco de capacitores para fp = 0,95 Fazendo aproximação para unidades 10kvar Custo total do banco de capacitores de R$39600,00 para fp = 0,95. Cálculo do custo do banco de capacitores para fp = 1 Fazendo aproximação para unidades 10kvar Custo total do banco de capacitores de R$70800,00 para fp = 1.

10 Segurança em redes elétricas (1)
Efeito do choque elétrico De C. F. Dalziel e W. R. Lee, „Lethal Electric Currents“, IEEE Spectrum, fev Queimaduras grave, não fatais, exceto se órgãos vitais sejam atingidos Disjuntor Parada cardíaca Fibrilação ventricular (fatal se s/ interrupção) Outras tomadas Parada respiratória Neutro Paralisia muscular, dor severa, dificuldade respiratória Terra Inicio de conseqüência mais severas Circuito residencial tipico com terra e neutro Doloroso Limiar de sensação

11 Segurança em redes elétricas (2)
Exemplo – Segurança com aterramento Quando a chave é energizada Sem o terra, o usuário pode ser exposto a toda tensão de alimentação Neutro Terra Condução devido a chão molhado Chão de concreto Se a carcaça está aterrada, a fonte é curto-circuitada e o fusível entra em operação

12 Segurança em redes elétricas (3)
Exemplo – Segurança com aterramento Disjuntor Fase Curto Neutro Tronco Terra Carcaça Condutor do terra partido Terra Resistências para corpo humano Pode causar fibrilação

13 Redes magneticamente acopladas (1)
Indutância mútua Lei de Ampére: fluxo de corrente gera um campo magnético Lei de Faraday: campo magnético acoplado ao circuito elétrico (bobina) variação do campo magnético com o tempo Enlace do fluxo (fluxo total) Relação entre enlace do fluxo e corrente

14 Redes magneticamente acopladas (2)
Indutância mútua Pela lei de Faraday Como

15 Redes magneticamente acopladas (3)
Indutância mútua Lado 1 do circuito é a indutância, ou autoindutância da bobina 1. Lado 2 do circuito Indutância mútua

16 Redes magneticamente acopladas (4)
Indutância mútua Enlaces Aplicando a lei de Faraday

17 Redes magneticamente acopladas (5)
Indutância mútua Definindo indutância mútua Caso de ter sentido contrário de

18 Redes magneticamente acopladas (6)
Enrolamento das bobinas no mesmo sentido Equações do circuito acoplado

19 Redes magneticamente acopladas (7)
Enrolamento das bobinas em sentidos diferentes Equações do circuito acoplado

20 Redes magneticamente acopladas (8)
Entendendo o efeito do enrolamento das bobinas Linhas de fluxo no mesmo sentido

21 Redes magneticamente acopladas (9)
Entendendo o efeito do enrolamento das bobinas Linhas de fluxo em sentidos opostos

22 Redes magneticamente acopladas (10)
Aplicando fasores Equações do circuito acoplado Usando fasores

23 Redes magneticamente acopladas (11)
Exemplo 10.4 da referência [1]

24 Redes magneticamente acopladas (12)
Exemplo 10.4 da referência [1]

25 Redes magneticamente acopladas (13)
Energia armazenada

26 Redes magneticamente acopladas (14)
Energia armazenada

27 Redes magneticamente acopladas (15)
Energia armazenada Variando o enrolamento Valor máximo da indutância mútua Coeficiente de acoplamento

28 Redes magneticamente acopladas (16)
Transformadores ideais

29 Redes magneticamente acopladas (17)
Transformadores ideais Lei de Ampère

30 Redes magneticamente acopladas (18)
Transformadores para transmissão de energia elétrica Trafo elevador Trafo abaixador Qual é a equivalente impedância vista de ?

31 Trabalho de CE2 e CEA Apresentação de dois slides com planejamento do trabalho da disciplina Duração de 5 a 10 min Data 26/04/2011 Os grupos ainda sem tema até esta data automaticamente com zero na nota de trabalho final Apresentar tarefas concluídas mínimo é a revisão bibliográfica incluir as referências (livros e/ou artigos) no slides Apresentar tarefas futuras idéias a serem desenvolvidas código em MATLAB e/ou circuito em PSPICE o que se espera de resultado