Questão 2) Um ar condicionado do tipo janela, com capacidade de 21.000 btu/h possui as seguintes as características elétricas: ( \mathbf{2} pontos)
  • Tensão: 220 V
  • Corrente: 12,1 \mathrm{~A}
  • Potência: 2185 W
  • Frequência: 60 Hz
Pergunta-se:
a) Qual a potência aparente absorvida pelo ar condicionado da rede elétrica? ( 0,5 ponto)
b) Qual o fator de potência do ar condicionado? ( 0,5 ponto)
c) Se o ar condicionado operar 10 horas por dia, qual será o seu consumo diário de energia elétrica? ( 0,5 ponto)
d) Qual o trîngulo de poténcia do circuito de tomada de uso específico que ALIMENTA O AR CONDICIONADO ( 0,5 PONTO)

Passo 1

O enunciado dá um ar-condicionado de janela com tensão V=220\\ \mathrm{V}, corrente I=12{,}1\\ \mathrm{A} e potência ativa P=2185\\ \mathrm{W}. Precisamos calcular:
– a potência aparente S,
– o fator de potência \text{pf},
– o consumo diário de energia elétrica operando 10 h,
– o triângulo de potência (valores de P, Q, S e ângulo \varphi).

Passo 2

Para achar a potência aparente usamos a definição
S = V \times I.
Substituindo,
S = 220 \times 12{,}1 = 2662\\ \mathrm{VA}.

Passo 3

O fator de potência é a razão entre potência ativa e aparente:
\text{pf} = \frac{P}{S} = \frac{2185}{2662} \approx 0{,}821.

Passo 4

O consumo de energia ao operar t=10 h é
E = P \times t = 2185\\ \mathrm{W} \times 10\\ \mathrm{h} = 21850\\ \mathrm{Wh} = 21{,}85\\ \mathrm{kWh}.

Passo 5

No triângulo de potência, além de P (eixo horizontal) e S (hipotenusa), calculamos a potência reativa Q (eixo vertical):
Q = \sqrt{S^2 - P^2} = \sqrt{2662^2 - 2185^2} \approx 1520\\ \mathrm{var}.
O ângulo de defasagem \varphi satisfaz
\cos\varphi = \frac{P}{S} = 0{,}821 \quad\Longrightarrow\quad \varphi = \operatorname{arccos}(0{,}821) \approx 34{,}8^\circ.

Resposta

a) S = 2662\\ \mathrm{VA}.
b) \text{pf} \approx 0{,}821.
c) Consumo diário E = 21{,}85\\ \mathrm{kWh}.
d) Triângulo de potência:
P=2185\\ \mathrm{W},
Q\approx 1520\\ \mathrm{var},
S=2662\\ \mathrm{VA},
\varphi\approx 34{,}8^\circ.

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