Um gerador trifásico equilibrado, ligado em Y com cabo neutro e com sequência de fases positiva ( ABC ), tem resistência interna de
e uma tensão a vazio de 180 V (rms) em cada fase. O gerador alimenta uma carga trifásica equilibrada, ligada em Y, que é representada em cada fase por uma resistência de
em série com um capacitor de 106 mF . A impedância da linha que liga o gerador à carga é representada por uma associação em série de uma resistência de
com um indutor de
. A tensão a vazio da fase
do gerador é tomada como fasor de referência. Considerando que a frequência da rede é
:
a) Desenhe o equivalente monofásico da fase a no domínio da frequência.
b) Calcule os valores das correntes de fase nas três fases.
c) Calcule a potência trifásica na carga.
d) Simule o circuito trifásico completo no Falstad e apresente os resultados:
I) As formas de onda (scope) das tensões na carga nas três fases.
II) Os amperímetros com os valores eficazes das correntes que circulam nas três fases e no condutor do neutro.
b) Calcule os valores das correntes de fase nas três fases.
c) Calcule a potência trifásica na carga.
d) Simule o circuito trifásico completo no Falstad e apresente os resultados:
I) As formas de onda (scope) das tensões na carga nas três fases.
II) Os amperímetros com os valores eficazes das correntes que circulam nas três fases e no condutor do neutro.
Passo 1
O enunciado descreve um gerador trifásico balanceado, ligado em Y com neutro, sequência ABC, tensão a vazio de
por fase e resistência interna de
em cada fase. Ele alimenta por um cabo com impedância de
uma carga Y balanceada, resistiva de
em série com um capacitor de
. A frequência é
. Vamos:
- montar o circuito monofásico equivalente em regime permanente senoidal (domínio da frequência),
- calcular as correntes de fase,
- calcular a potência trifásica na carga,
- apresentar os resultados de uma simulação no Falstad (formas de onda de tensão e valores rms de correntes).
Passo 2
Determine as reatâncias na frequência dada:
O circuito monofásico equivalente é então:
Passo 3
Some-se as impedâncias em série para obter
:
Calcule módulo e ângulo de
:
Passo 4
A corrente de fase
é
Pelas rotações de fase:
Passo 5
A potência ativa trifásica absorvida pela carga (somente a parte resistiva) é
A reativa na carga, por
quase nulo, é desprezível.
Passo 6
Na simulação Falstad, ao excitar o circuito completo em Y-Y com
V/fase e os valores dados, obtém‐se:
I) No osciloscópio, as três tensões de linha-neutro na carga são senoidais de V (rms) defasadas de
.
II) Nos amperímetros vê-se corrente de fase em cada fase de A (rms) e corrente nula no neutro (sistema balanceado).
I) No osciloscópio, as três tensões de linha-neutro na carga são senoidais de
II) Nos amperímetros vê-se corrente de fase em cada fase de
Resposta
a) Diagrama monofásico:
b)
c)
d) Simulação Falstad: I) Tensões de carga V (rms) defasadas
; II) Correntes de fase
A (rms), corrente de neutro
A.
b)
c)
d) Simulação Falstad: I) Tensões de carga