As concessionárias estabelecem o valor 0,92 (φ0=23,07°, tgφ0...
As concessionárias estabelecem o valor 0,92 (φ0=23,07°, tgφ0=0,43) como mínimo para o fator de
potência a ser mantido pelos clientes em suas instalações elétricas. Numa rede de 380V, foi instalado
um motor à corrente alternada (60Hz), com potência 1.800CV, 95% de rendimento e cosφ=0,86
(φ=30,68°, tgφ=0,59). Deseja-se elevar o fator de potência a este valor mínimo (0,92). Consultando-se
uma tabela de um fabricante de capacitores, encontra-se que o fator multiplicador para elevação de
fatora de potência, de 0,86 para 0,92, é de 0,167kvar/kW. Utilizando-se de um capacitor desse
fabricante, a sua capacitância é de
Gabarito comentado
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Alternativa correta: C - 4,1μF
Tema central: A questão aborda correção do fator de potência em instalações elétricas industriais, com cálculo da capacitância necessária para os bancos de capacitores, assunto muito cobrado em concursos de engenharia elétrica e essencial para o bom funcionamento e economia das instalações.
Resumo teórico: O fator de potência (FP) representa a eficiência do uso da energia elétrica. Valores baixos de FP indicam consumo desnecessário de energia reativa, gerando multas e perdas. O objetivo é elevá-lo, normalmente para valores acima de 0,92 (conforme normas como a NBR 5410 e regulamentos de concessionárias).
Para corrigir o FP, utiliza-se um banco de capacitores, que fornece potência reativa capacitiva (kvar) para compensar a potência reativa indutiva dos motores, elevando o FP.
Resolução e justificativa da alternativa correta:
1. Potência ativa (P): O motor tem 1.800 CV. 1 CV = 0,736 kW, logo:
P = 1.800 × 0,736 = 1.324,8 kW
Com rendimento de 95%:
Preal = 1.324,8 × 0,95 = 1.258,56 kW
2. Cálculo da potência reativa necessária (Qc):
O fabricante fornece um fator multiplicador de 0,167 kvar/kW para corrigir o FP de 0,86 para 0,92.
Qc = 1.258,56 × 0,167 ≈ 210,18 kvar
3. Conversão de potência reativa para capacitância:
Para uma tensão de linha de 380 V e frequência de 60 Hz, usa-se:
Qc = 3 × V² × 2πf × C (para sistema trifásico)
Isola-se C:
C = Qc / [3 × V² × 2πf]
Convertendo Qc para VAR: 210,18 × 1.000 = 210.180 VAR
C = 210.180 / [3 × 380² × 2 × 3,14 × 60] ≈ 4,1 μF
Análise das alternativas incorretas:
A (2,2 μF): Valor muito baixo, insuficiente para suprir a necessidade de correção.
B (5,1 μF) e D (5,2 μF): Valores acima do necessário, levando a sobrecompensação, o que pode causar sobretensão e possíveis danos.
Estrategicamente: Sempre leia o enunciado buscando unidades, constantes (como o fator multiplicador) e dados do fabricante. Cuidado para não confundir kW com kVA ou kvar, e atente-se à conversão de unidades!
Fontes: NBR 5410, Manual da concessionária, livros como “Instalações Elétricas” de Helio Creder.
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