Lista de Exercícios – Materiais Elétricos (MEL) – 2015 Prof

Lista de Exercícios – Materiais Elétricos (MEL) – 2015 Prof. Cristiano Arbex, MSc. 1) Faça uma comparação entre as fontes de energia hidráulica e nuclear, destacando suas vantagens e desvantagens. 2) Na sua opinião, qual recurso natural (rios, carvão, gás) quando explorado, causa menor impacto ambiental? 3) Um sinal de tensão alternada possui freqüência de 50 Hz. Quando medido através de um voltímetro CA a leitura de tensão é 115 V. Nestas condições, determine: a) O valor máximo da tensão. b) O período do sinal. c) A velocidade angular do sinal. Resp: a) 162,3 V ; b) 20 ms ; c) 314,16 rad/s 4) Um transformador monofásico fornece potência aparente máxima de 5 kVA na tensão de 220 V. Qual o valor da potência ativa máxima que pode ser extraída do transformador quando a carga possuir: a) FP = 0,80 b) FP = 0,92 c) FP = 1,00 Resp: a) 4 kW ;b) 4,6 kW; c) 5 kW 5) Um indutor apresenta indutância de 5 mH (mili Henrys). Determine sua reatância nos seguintes casos: a) f = 60 Hz. b) f = 1 kHz c) f = 100 kHz. Resp: a) 1,89 Ω; b) 31,4 Ω; c) 3141,6 Ω 6) Um resistor (R) de 100 Ohms e um indutor (L) de 0,1 H estão ligados em série e alimentados por uma tensão (V) de 120 V. A freqüência (f) da tensão CA é 60 Hz. Nestas condições, determine: a) A reatância indutiva (XL)do indutor. b) A impedância (Z) do circuito série. c) A corrente (I) que circula pelo gerador. d) A potência ativa (P) do circuito (dissipada no resistor). e) A potência reativa (Q) do circuito (presente no indutor). f) A potência aparente (S) do circuito. g) O fator de potência (FP) do circuito. h) O ângulo (φ)de defasagem entre tensão e corrente. i) A tensão (VL) no indutor. j) A tensão (VR) no resistor. Dicas: ; 2
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Resp: a) 37,7 Ω; b) 106,87 Ω; c) 1,12 A; d) 126,1 W; e) 47,53 VAr; f) 134,8 VA; g) 0,94; h) 20,67 ; i) 42,33 V; j) 112,3 V 7) Um equipamento apresenta potência ativa de 900 W e fator de potência igual a 0,75. Determine a potência aparente e a potência reativa deste equipamento. Resp: 1200 VA; 794 VAr 8) Em um determinado município, a tensão eficaz medida entre as fases do sistema de distribuição é 220 V. Se for medida a tensão entre uma das fase e o neutro do sistema qual será o valor eficaz medido? E qual seria o valor de pico? Resp: 127 V; 180 V 9) Num sistema de distribuição trifásico com neutro, as três tensões de fase (tomadas entre fase e neutro) estão defasadas de 120 graus entre si. Nestas condições, se a corrente na fase A é 10 A, na fase B é 15 A e na fase C é 25 A, determine a corrente que irá circular pelo neutro. (Dica: considere cada fase como sendo um vetor, cujo módulo é igual à corrente da respectiva fase e a direção da cada vetor será: de 0º para fase A, 120º para a fase B e 240º para a fase C. Depois some os três vetores usando a Lei dos Cossenos, aplicada dois a dois, e o módulo dessa soma será a corrente no neutro) Resp: 13,23 A 10) Uma residência possui os seguintes equipamentos a serem instalados: i) Iluminação (lâmpadas fluorescentes): 3.000 VA, FP = 0, 93; ii) Iluminação (lâmpadas incandescentes): 1.000 W; iii) Tomadas Uso Geral: 5.000 VA, FP = 0, 94; iv) Forno de microondas: 1.500,00 VA, FP = 0, 90; v) Torneira elétrica: 3.000 W; vi) Chuveiro elétrico: 5.500 W; vii) Motor monofásico: V = 127 V, I = 4 A, FP = 0, 83; viii) Motor trifásico: V = 220 V, I = 6 A, FP = 0, 85. Determine a potência total instalada, em Watts. Resp: 20,71 kW 11) Uma instalação elétrica possui 4 motores elétricos monofásicos, com as características mostradas na tabela abaixo, e são alimentados a partir da mesma fonte (gerador) senoidal. Motor 1: Motor 2: Motor 3: Motor 4: 6kVA 10kW 15kVA 8kW 5kW FP=0,85 FP=0,80 3kVAr 220V 220V 220V 220V Determine: a) As potências Ativa, Reativa e Aparente de cada motor. b) A corrente solicitada em cada motor. c) A corrente total que a fonte deve fornecer. d) As potências Ativa, Reativa e Aparente da instalação (Dica: some todas as potências de mesma natureza de cada motor, achando as potências equivalentes da mesma natureza na instalação). e) O fator de potência global da instalação. f) Complete a tabela abaixo: S P Q FP V I Motor 1: Motor 2: Motor 3: Motor 4: Instalação