- Um transformador monofásico
está alimentando uma estufa de 7500 W . Pede-se:
b) Corrente consumida pela carga e ângulo de fase;
Passo 1
O enunciado dá as informações e pede o seguinte (vou listar exatamente o que há):
- Um transformador monofásico
está alimentando uma estufa (resistência) com potência dissipada . - A pergunta (item b) é: determinar a corrente consumida pela carga e o ângulo de fase entre a tensão e a corrente.
Informações relevantes extraídas do enunciado:
- Tensão aplicada à carga (assumimos que a carga está conectada ao lado de
): . - Potência ativa consumida pela carga:
. - A carga é uma estufa — nesse contexto típico a estufa é uma carga puramente resistiva (vou usar essa informação para a resolução).
Passo 2
Conceitos básicos que vamos usar (explicação didática):
- Potência ativa (real)
é a potência convertida em calor pela carga resistiva, medida em watts . - Potência aparente
é definida por
onde
é a tensão eficaz e
é a corrente eficaz.
tem unidades de volt-amperes
.
- Fator de potência
relaciona e por
onde
é o ângulo de fase entre tensão e corrente.
- Para uma carga puramente resistiva, a corrente está em fase com a tensão, então a potência reativa
, o fator de potência e . - Para encontrar a corrente, isolamos
da definição de :
Se
, então
e
.
Passo 3
Justificando a suposição de carga resistiva:
- A palavra “estufa” indica uma resistência para aquecimento (fio resistivo), que não armazena energia nem gera defasagem entre corrente e tensão.
- Portanto, é razoável e usual assumir que a carga é puramente resistiva →
e . - Se a estufa tivesse elementos indutivos ou capacitivos relevantes, teríamos que saber isso — como não foi informado, usamos o caso resistivo (padrão).
Passo 4
Aplicando as fórmulas com os valores fornecidos:
- Como
, temos . - A corrente eficaz na carga é
Passo 5
Cálculo numérico da corrente:
Arredondando com dois decimais:
Passo 6
Determinação do ângulo de fase:
- Para carga puramente resistiva, temos
e