2.7 Um motor de indução monofásico está operando com uma carga muito leve durante uma grande parte do dia e consome 10 A da fonte. Um dispositivo é proposto para “aumentar a eficiéncia” do motor. Durante a demonstração, o dispositivo é colocado em paralelo com o motor a vazio e a corrente absorvida da fonte cai para 8 A . Quando dois dos dispositivos sâo colocados cm paralelo, a corrente cai para 6 A . Que simples dispositivo causará esta queda em corrente? Discuta as vantagens do dispositivo. (Lembramos que um motor de indução absorve corrente em atraso.)

Passo 1

O enunciado diz que um motor de indução monofásico, em vazio, puxa 10,A da rede e que, ao ligar em paralelo um certo dispositivo, a corrente cai para 8,A, e com dois dispositivos cai para 6,A. O conteúdo aqui é correção do fator de potência em motores indutivos, cujo consumo de corrente é predominantemente em atraso (reativa).

Passo 2

Um motor de indução absorve da rede uma corrente que é vetor-soma de duas componentes:
– uma componente ativa Ip, que supre perdas mecânicas e elétricas;
– uma componente reativa Iq, que supre o campo magnético.
Se ligamos um capacitor que fornece corrente capacitiva Ic em paralelo, a nova corrente de linha é
I = raizIp^2 + l(Iq - Icr)^2,

Passo 3

Quando não há compensação ( n=0 capacitores) temos
I = 10 A
Com um capacitor ( n=1) a corrente cai para
I = 8 A,
e com dois capacitores ( n=2) cai para
I = 6 A
Isso mostra que cada capacitor fornece cerca de 2,A de corrente reativa, reduzindo a componente em atraso do motor.

Passo 4

O dispositivo simples que faz isso é um capacitor (ou banco de capacitores) ligado em paralelo com o motor. Em outras palavras, trata-se de um sistema de correção do fator de potência.

Passo 5

Vantagens de usar capacitores de correção:
1. diminui a corrente de linha, reduzindo perdas I^2R em cabos e transformadores;
2. melhora a tensão na carga, evitando quedas excessivas;
3. reduz custos com demanda reativa na fatura de energia;
4. é solução barata, de fácil instalação e manutenção.

Resposta

Um banco de capacitores de correção do fator de potência, instalado em paralelo com o motor.

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