A respeito de circuitos e sistemas elétricos trifásicos, jul...

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Q3105783 Engenharia Elétrica

A respeito de circuitos e sistemas elétricos trifásicos, julgue o item que se segue.


Considere que uma carga elétrica desequilibrada conectada em estrela possua impedâncias por fase (6 – j8) Ω, (3 – jx) Ω e (8 + jy) Ω e seja alimentada por uma fonte trifásica de tensão equilibrada puramente senoidal. Nesse caso, para determinados valores de x e y, as correntes de linha poderão ter o mesmo valor eficaz.

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Em um sistema trifásico alimentado por uma fonte de tensão equilibrada, as tensões de fase no terminal da carga têm a mesma magnitude (valor eficaz). Para uma carga em estrela (Y):

|V_an| = |V_bn| = |V_cn| = V_fase 

Para uma carga em estrela, as correntes de linha são iguais às correntes de fase. A magnitude da corrente em cada fase é dada pela Lei de Ohm:

|I_a| = |V_an| / |Z_a|

|I_b| = |V_bn| / |Z_b|

|I_c| = |V_cn| / |Z_c|

Para que as correntes de linha tenham o mesmo valor eficaz (|I_a| = |I_b| = |I_c|), e sabendo que as tensões de fase são iguais (|V_an| = |V_bn| = |V_cn|), é necessário que as magnitudes das impedâncias de cada fase sejam iguais:

|Z_a| = |Z_b| = |Z_c|

Z_a: Z_a = (6 – j8) Ω

|Z_a| = √(6² + (-8)²) = √(36 + 64) = √100 = 10 Ω

Z_b: Z_b = (3 – jx) Ω

Para que |Z_b| = 10, temos: √(3² + (-x)²) = 10

√(9 + x²) = 10

9 + x² = 100

x² = 91

x = √91 ≈ 9.54

Como √91 é um número real, é um valor possível para x.

Z_c: Z_c = (8 + jy) Ω

Para que |Z_c| = 10, temos: √(8² + y²) = 10

√(64 + y²) = 10

64 + y² = 100

y² = 36

y = 6

Como 6 é um número real, é um valor possível para y.

É perfeitamente possível encontrar valores (x = √91 e y = 6) para que as três impedâncias tenham a mesma magnitude (10 Ω). Como a fonte de tensão é equilibrada, isso resultará em correntes de linha com o mesmo valor eficaz.

Mesmo com correntes de mesma magnitude, o sistema de correntes continuará desequilibrado. Isso ocorre porque as impedâncias, apesar de terem a mesma magnitude, têm ângulos de fase diferentes. Consequentemente, as correntes de linha não estarão defasadas de 120° entre si, e a soma vetorial das correntes (I_a + I_b + I_c) não será nula, resultando em uma corrente no neutro (se houver um condutor neutro).

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