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UNIFEI - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ CURSO: EEL - ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA: ELE 505 – MEDIDAS ELÉTRICAS PROF. FERNANDO NUNES BELCHIOR 1º semestre 2014 1 LISTA DE EXERCÍCIOS – PARTE 2 MEDIDOR DE POTÊNCIA ATIVA 1.1. Dispõe-se de um wattímetro para 1500W e 300V. A escala tem 150 divisões. Pede-se: a) Corrente nominal do instrumento. b) Constante W/divisão do wattímetro. RESPOSTAS: 5A e 10W/div 1.2. Um wattímetro eletrodinâmico para 50W tem K=0,5 W/divisão. A bobina amperimétrica é para 1A e a resistência ôhmica da bobina voltimétrica é 1kΩ. Determinar: a) Número de divisões na escala do instrumento. b) Valor da tensão na bobina voltimétrica. c) Valor da resistência adicional necessária para efetuar medidas com uma tensão 10 vezes maior. d) A nova constante do wattímetro. e) O novo campo de medida. RESPOSTAS: a. 100, b. 50V, c. 9kΩ, d. 5W/div, e. 500W 1.3. Deseja-se determinar a potência absorvida por um motor monofásico para 5kV, 350kW, η=90% e fp=0,8. Dispõe-se um wattímetro para 5A e 100V com escala de 150 divisões e três TCs de relação; respectivamente, 50/5 A, 100/5 A e 200/5 A, assim como de um TP de 5k/100 V. Pergunta-se: Qual o TC a ser escolhido? Qual a potência do motor se o desvio do wattímetro é de 90 divisões? RESPOSTA: 300 kW 1.4. Deseja-se saber qual é, exatamente, a potência fornecida por um transformador monofásico. Utilizou-se um wattímetro de constante K=0,5W/divisão, resistência da bobina de tensão Rg=500Ω e campo máximo de medida de 30V, podendo ser ampliado com ligação de uma resistência adicional para 240V. A tensão do circuito é de 235V. Pergunta-se: . Qual o valor de Ra. . Sabendo-se que o desvio do ponteiro é de 54 divisões da escala, qual a potência total fornecida pelo transformador, estando a bobina de tensão do wattímetro ligada antes da bobina de corrente? RESPOSTA: 229,75W 1.5. A bobina voltimétrica de wattímetro está sujeita à tensão v(t) e se faz passar pela bobina amperimétrica a corrente i(t). v(t) = 100 sen(ωt) + 40 cos(3ωt - π/6) + 50 sen (5ωt + π/4) i(t) = 8 sen(ωt) + 6 cos(5ωt - 2π/3). a) Qual a leitura do wattímetro? b) Que percentagem dessa potência se deve à fundamental? c) Para um sinal de tensão e corrente acima, qual o valor que o varímetro (medidor de potência não-ativa de deslocamento) medirá? RESPOSTA: 438,9W, 91,2%, 144,88Var 1.6. Determinar as indicações de 2 varímetros, ligados em conexão Aron, colocados na fase A e B, cujas tensões aplicadas e impedâncias da carga, conectada em DELTA, estão colocados abaixo. Desenhe o esquema elétrico e diagrama fasorial. Vab = 200 e j0 [V] Zab = 10 e -j60 [Ω] Vbc = 141,4 e -j135 [V] Zbc = 14,14 e j45 Vca = 141,4 e -j225 [V] Zca = 14,14 e j45 [Ω] RESPOSTA: -1732Var, 268Var, -1464Var

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UNIFEI - UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ CURSO: EEL - ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA: ELE 505 – MEDIDAS ELÉTRICAS PROF. FERNANDO NUNES BELCHIOR

1º semestre 2014

1

LISTA DE EXERCÍCIOS – PARTE 2

MEDIDOR DE POTÊNCIA ATIVA

1.1. Dispõe-se de um wattímetro para 1500W e 300V. A escala tem 150 divisões. Pede-se: a) Corrente nominal do instrumento. b) Constante W/divisão do wattímetro.

RESPOSTAS: 5A e 10W/div

1.2. Um wattímetro eletrodinâmico para 50W tem K=0,5 W/divisão. A bobina amperimétrica é para 1A e a resistência ôhmica da bobina voltimétrica é 1kΩ. Determinar: a) Número de divisões na escala do instrumento. b) Valor da tensão na bobina voltimétrica. c) Valor da resistência adicional necessária para efetuar medidas com uma tensão 10 vezes maior. d) A nova constante do wattímetro. e) O novo campo de medida.

RESPOSTAS: a. 100, b. 50V, c. 9kΩ, d. 5W/div, e. 500W

1.3. Deseja-se determinar a potência absorvida por um motor monofásico para 5kV, 350kW, η=90% e fp=0,8. Dispõe-se um wattímetro para 5A e 100V com escala de 150 divisões e três TCs de relação; respectivamente, 50/5 A, 100/5 A e 200/5 A, assim como de um TP de 5k/100 V. Pergunta-se: Qual o TC a ser escolhido? Qual a potência do motor se o desvio do wattímetro é de 90 divisões?

RESPOSTA: 300 kW

1.4. Deseja-se saber qual é, exatamente, a potência fornecida por um transformador monofásico. Utilizou-se um wattímetro de constante K=0,5W/divisão, resistência da bobina de tensão Rg=500Ω e campo máximo de medida de 30V, podendo ser ampliado com ligação de uma resistência adicional para 240V. A tensão do circuito é de 235V. Pergunta-se:

. Qual o valor de Ra.

. Sabendo-se que o desvio do ponteiro é de 54 divisões da escala, qual a potência total fornecida pelo transformador, estando a bobina de tensão do wattímetro ligada antes da bobina de corrente?

RESPOSTA: 229,75W

1.5. A bobina voltimétrica de wattímetro está sujeita à tensão v(t) e se faz passar pela bobina amperimétrica a corrente i(t). v(t) = 100 sen(ωt) + 40 cos(3ωt - π/6) + 50 sen (5ωt + π/4) i(t) = 8 sen(ωt) + 6 cos(5ωt - 2π/3). a) Qual a leitura do wattímetro? b) Que percentagem dessa potência se deve à fundamental? c) Para um sinal de tensão e corrente acima, qual o valor que o varímetro (medidor de potência não-ativa de

deslocamento) medirá? RESPOSTA: 438,9W, 91,2%, 144,88Var

1.6. Determinar as indicações de 2 varímetros, ligados em conexão Aron, colocados na fase A e B, cujas tensões

aplicadas e impedâncias da carga, conectada em DELTA, estão colocados abaixo. Desenhe o esquema elétrico e

diagrama fasorial.

Vab = 200 ej0 [V] Zab = 10 e-j60 [Ω] Vbc = 141,4 e-j135 [V] Zbc = 14,14 ej45 [Ω Vca = 141,4 e-j225 [V] Zca = 14,14 ej45 [Ω]

RESPOSTA: -1732Var, 268Var, -1464Var

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1.7. Um sistema trifásico 220VFF alimenta uma carga capacitiva equilibrada com 5A e cosφ = cos15º = 0,966, conectada em estrela. Dois wattímetros ligados em conexão Aron, nas fases A e B, acusam, respectivamente, 97,2 e 132,7 divisões. Os wattímetros têm constante K=8. Qual a potência reativa da carga?

RESPOSTA: -492,8Var

1.8. Dois wattímetros são instalados, em conexão aron, em diferentes posições, para medir a potência do motor trifásico M, de 6kW, fp=0,8, ligado conforme abaixo. Desenhar o esquema elétrico e fazer o diagrama fasorial. Determinar as leituras dos wattímetros W1, W2 e (W1 + W2).

a)

200 0º

200120º

200 120º

AB

BC

CA

V V

V V

V V

W1 na fase A, W2 na fase B. Motor ligado em delta.

b)

200 0º

200120º

200 120º

AB

BC

CA

V V

V V

V V

W1 na fase A, W2 na fase B. Motor ligado em estrela.

c)

200120º

200 120º

200 0º

AB

BC

CA

V V

V V

V V

W1 na fase A, W2 na fase C. Motor ligado em estrela.

d)

200120º

200 120º

200 0º

AB

BC

CA

V V

V V

V V

W1 na fase A, W2 na fase C. Motor ligado em delta.

e)

200120º

200 120º

200 0º

AN

BN

CN

V V

V V

V V

W1 na fase A, W2 na fase B. Motor ligado em delta.

f)

200120º

200 120º

200 0º

AN

BN

CN

V V

V V

V V

W1 na fase B, W2 na fase C. Motor ligado em estrela.

RESPOSTAS: (W1 + W2)=6kW

1.9. Na montagem abaixo são dados: a) Sequência das fases: V10, V20 e V30; b) Tensões fase-neutro equilibradas e iguais a 220 V.

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Pede-se calcular: a) As correntes I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidas a V10 (ângulo de fase igual a 0 (referência)); b) As leituras dos respectivos wattímetros W1, W2 e W3; c) As potências ativas P1, P2 e P3, respectivamente das cargas ligadas às fases 1, 2 e 3, e verificar se: W1 + W2 + W3 = P1

+ P2 + P3; d) A potência ativa total P da carga; e) O fator de potência da carga.

RESPOSTAS: a) I1=18,33∟0o [A], I2=18,86∟-150,96o [A], I3 = 15,25 ∟63,69o [A] b) W1 = 4.032,6 [W], W2 = 3.558,05 [W], W3 = 1.861,01 [W] c) P1 = 4.031,86 [W], P2 = 3.556,99 [W], P3 = 1.860,50 [W]

d) P = 9.449,35 [W], e) f.p. = 0,888 ind.

1.10. Na montagem abaixo são dados: a) Sequência das fases: V10, V20 e V30; b) Tensões fase-neutro equilibradas e iguais a 220 V. Pede-se calcular: a) As correntes I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidas a V10; b) As leituras dos respectivos wattímetros W1, W2 e W3; c) As potências ativas P1, P2 e P3, respectivamente das cargas ligadas às fases 1, 2 e 3, e verificar se: W1 + W2 + W3 = P1

+ P2 + P3; d) A potência ativa total P da carga; e) O fator de potência da carga.

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RESPOSTAS: a) I1=9,84∟-63,43o [A], I2=14,08∟-80,19o [A]; I3 = 14,66 ∟120o [A] b) W1=3.128,85 [W]: W2=5.286,74 [W], W3 = -1.841,77 [W]

c) P1 = 968,25 [W]: P2= 2.378,95 [W]: P3= 3.223,73 [W]. d) P = 6.570,95 [W]; e) f.p. =0,999.

1.11. Determinar as indicações solicitadas abaixo para a carga desequilibrada conectada em delta. Utilizar 2 wattímetros, em conexão aron, ligados na fase 1 e 3, com a 2 na referência. Desenhe o esquema elétrico e diagrama fasorial.

V12 = 380 ej0 [V] Z12 = -j50 [Ω] V23 = 380 e-j120 [V] Z23 = 20-j40 [Ω] V31 = 380 ej120 [V] Z31 = 10+j15 [Ω]

Pede-se calcular: a) As correntes I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidas a V12; b) As leituras dos respectivos wattímetros W1 e W2; c) A potência ativa total P da carga; d) As potências ativas P1, P2 e P3, respectivamente das cargas ligadas às fases 1 e 2, 2 e 3, e 3 e 1, e verificar se: W1 + W2 = P1 + P2 + P3; e) O fator de potência da carga.

RESPOSTAS: a) I1=14,66∟-129,59o [A], I2=15,42∟-72,32o [A]; I3 = 26,4 ∟75,83o [A] b) W1=-3.550,19 [W]: W2=9.437,27 [W]

c) P = 5.887,08 [W] d) P1 = 0 [W]: P2= 1.444,01 [W]: P3= 4.443,07 [W]

e) f.p. = 0,9888 indutivo

1.12. O esquema abaixo representa uma pequena fábrica em que são dados: a) Sequência das fases: V12, V23 e V31; b) Tensões fase-fase equilibradas e iguais a 380 V; c) L = 5 lâmpadas de 100W em cada ramo; d) M1 = motor trifásico de 2cv, fp=0,65 e rendimento = 0,8, conectado em estrela; e) M2 = motor trifásico de 10cv, fp=0,75 e rendimento =0,83, conectado em estrela. Pede-se calcular: a) As correntes I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidas a V10; b) As leituras dos respectivos wattímetros W1 e W2;

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c) As potências totais: ativa P e reativa Q; d) O fator de potência do conjunto; e) Antes das lâmpadas L são ligados, em estrela, 3 capacitores (cada um ligado entre fase e neutro) de 135uF cada um. Calcular os novos valores de I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidos a V10, e o novo fator de potência.

RESPOSTAS: a) I1=23,93∟-39,24o [A], I2=23,93∟-159,24o [A]; I3 = 23,93 ∟80,76o [A] b) W1=8.976,32 [W]: W2=3.223,38 [W] c) P = 12.199,70 [W], Q = 9.964,8 var

d) f.p. = 0,7745 indutivo. e) I1=18,96∟-12,1o [A], I2=18,96∟-132,1o [A]; I3 = 18,96 ∟107,9o [A]; f.p. = 0,9778 indutivo

1.13. Considere uma pequena indústria, alimentada pela CEMIG com tensões fase-fase equilibradas de 220V. Esta indústria possui os seguintes equipamentos em funcionamento: a) 5 lâmpadas de 200W em cada fase; b) 3 motores monofásicos (sendo 1 em cada fase) de 2cv, fp=0,68 e rendimento = 0,78. (1cv = 735W); c) 1 motor trifásico de 5cv, fp=0,72 e rendimento =0,81, conectado em estrela. Pede-se: a) Desenhar o esquema elétrico, considerando a colocação de 3 wattímetros, sendo W1 e W2 em conexão aron (W1

entre fases 1 e 3 (medindo corrente na 1) e W2 entre 2 e 3 (medindo corrente na 2)) e W3 medindo tensão entre 2 e 1 e corrente em 3 (utilize o esquema do exercício abaixo como base);

b) Fazer o diagrama fasorial correspondente às tensões fase-neutro e fase-fase e correntes em casa equipamento instalado, considerando como referência a tensão fase neutro na linha A;

c) Calcular as correntes em cada fase, em módulo e argumento; d) Calcular as leituras dos respectivos wattímetros W1, W2 e W3; e) Calcular as potências totais: ativa P e reativa Q; f) Calcular o fator de potência do conjunto.

RESPOSTAS: a) I1=44,2∟-38,44o [A], I2=44,2∟-158,44o [A]; I3 =44,2 ∟81,56o [A]

b) W1=9,618 [kW]; W2=3,573 [kW]; W3=-4,799 [kW] c) P = 13,204 [kW], Q = 10,483 [kVAr]

d) fp = 0,78 indutivo.

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1.14. O esquema abaixo representa uma pequena fábrica em que são dados: a) Sequência das fases: V10, V20 e V30; b) Tensões fase-fase equilibradas e iguais a 380 V; c) L = 5 lâmpadas de 200W em cada ramo; d) M = motor monofásico de 2cv, fp=0,7 e rendimento = 0,73; e) M1 = motor trifásico de 10cv, fp=0,81 e rendimento =0,83, conectado em estrela. Pede-se calcular; a) As correntes I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidas a V10; b) As leituras dos respectivos wattímetros W1, W2, W3, W4, e W5.

RESPOSTAS: a) I1=46,15∟-38,05o [A], I2=33,21∟-155,1o [A]; I3 = 33,21 ∟84,1o [A] b) W1=7.995,21 [W]; W2=5.977,56 [W]; W3=5.918,32 [W]; W4=7.779,48 [W]; W5=4.074,4 [W]

1.15. O esquema abaixo representa uma pequena indústria em que são dados: a) Sequência das fases: V10, V20 e V30; b) Tensões fase-fase equilibradas e iguais a 380 V; c) Frequência: 60Hz; d) M1 = motor trifásico de 75cv, fp=0,85 e rendimento =0,83, conectado em estrela; e) A = carga de 7,68 kW, fp=0,866 indutivo; f) B = carga de 12,5 kW, fp=0,866 capacitivo; g) C = carga de 10,8 kW, fp=1. Pede-se calcular: a) As correntes I1, I2 e I3, em módulo e argumento, referidas a V10; b) As leituras dos respectivos wattímetros W1, W2 e W3.

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RESPOSTAS: a) I1=162,67∟-22,63o [A], I2=160,65∟-130,69o [A]; I3 = 159,16 ∟88,67o [A] b) W1=23,784 [kW]; W2=34,633 [kW]; W3=29,909 [kW]

1.16. Uma carga trifásica equilibrada absorve de uma rede de 220V, 60Hz, uma potência ativa de 260W sob cosφ= 0,1988. Os seguintes wattímetros foram instalados em conexão Aron:

W1: 10A, 300V, 150 divisões na escala

W2: 5A, 250V, 150 divisões na escala

Determinar a indicação de cada wattímetro.

RESPOSTAS: W2=-239,85W, W1=499W

1.17. Considerando a instalação de 2 wattímetros em conexão aron nas fases A e C de um circuito trifásico sem neutro,

a instalação de 2 voltímetros e 2 amperímetros, os seguintes valores foram obtidos:

W1 = 500W, W2 = 1120W, VAB = 220 V, VCB = 260 V, IA = 3 A, IC = 5 A

Depois de desenhar o esquema elétrico, calcular:

a) Potência ativa do circuito;

b) Potência reativa do circuito;

c) Fator de potência do circuito.

RESPOSTAS: a) W=1620W, b) Q=1090,69Var, c) fp=0,83

1.18. Um sistema trifásico 3 fios, 415V, 60Hz, fornece uma carga equilibrada de 20A e cosφ=0,8 indutivo. A bobina de

corrente do wattímetro 1 está ligada na fase A e a bobina de corrente do wattímetro 2 está na fase C.

Calcular:

a) Potência do circuito; 11500W

b) Potência reativa do circuito; 8625Var

c) Leitura do instrumento W1 quando sua bobina de tensão é ligada entre A e B; 3260W

d) Leitura do instrumento W2 quando sua bobina de tensão é ligada entre C e B; 8240W

e) Leitura do instrumento W1 quando sua bobina de tensão é ligada entre B e C; 4980W

f) Leitura do instrumento W2 quando sua bobina de tensão é ligada entre A e B. 4980W

1.19. A bobina voltimétrica de um wattímetro está sujeita à tensão v(t) e se faz passar pela bobina amperimétrica a

corrente i(t) abaixo:

v(t) = 100sen(ωt) + 40cos(3ωt - π/6) + 50sen (5ωt + π/4)

i(t) = 8sen(ωt) + 6cos(5ωt - 2π/3).

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Qual a leitura do wattímetro, desconsiderando harmônicas?

Qual a leitura do varímetro, desconsiderando harmônicas?

Qual a leitura da potência aparente, desconsiderando harmônicas?

Qual a leitura do fator de potência de deslocamento?

Qual a leitura do wattímetro, considerando harmônicas?

Qual a leitura do varímetro, considerando harmônicas?

Qual a leitura da potência aparente, considerando harmônicas?

Qual a leitura do fator de potência considerando harmônicas?

RESPOSTAS: 400W; 0; 400W; 1; 438,9W; 144,88Var; 462,19VA; 0,9496

1.20. Dado, em um circuito monofásico qualquer:

( ) 30 ( ) 25 (3 10 ) 15 (5 25 ) 10 (7 15 )o o ov t sen wt sen wt sen wt sen wt

( ) 5 ( ) 3 (3 25 ) 3 (5 10 ) 2 (9 45 )o o oi t sen wt sen wt sen wt sen wt

Pede-se:

a) DIIh;

b) DITh;

c) DTI;

d) DTT;

e) Vrms;

f) Irms;

g) Potência Ativa Total;

h) Potência Reativa Total;

i) Potência Harmônica;

j) Potência Aparente Total;

k) fp de deslocamento;

l) fp total;

m) gráfico de barras de (V x f) e (I x f).

RESPOSTAS: 93,78%; 102,74%; 30,41V; 4,85A; 124,152W; -8,602Var; 79,16VA;147,49VA; 1, 0,84

MEDIDOR DE ENERGIA ELÉTRICA TIPO INDUÇÃO

2.1. A energia elétrica solicitada por uma residência é medida através de um medidor monofásico que indica 3481kWh no dia 30-06-2010 e 3728kWh no dia 31-07-2010. PEDE-SE: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada pela residência durante o período acima mencionado.

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b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor sabendo que a tarifa residencial em vigor na ocasião é a seguinte:

Consumo de energia: R$ 690,00 por grupo de 1.000kWh de consumo mensal.

Imposto único: R$ 75,32 por grupo de 1.000kWh de mensal. RESPOSTAS: a) 247 kWh; b) R$ 189,03

2.2. Um medidor de energia elétrica, monofásico, 2 fios, tensão nominal 240V, 15A, 60Hz é submetido às condições de "carga nominal" (sendo 220V a tensão de aferição e calibração), observando-se que registra 1,67kWh em meia hora. Verificar se o medidor está registrando corretamente.

RESPOSTA: Está adiantado 1,21%

2.3. Um medidor de energia elétrica, monofásico, 2 fios, tensão nominal 240V, 15A. 60Hz é utilizado para medir a energia elétrica solicitada por uma carga monofásica, resistiva, alimentada por 220V e percorrida por 4A. Em 5hs o disco do medidor faz 3.344 rotações. PEDE-SE: a) Determinar a "constante do disco" em rotações/kWh. b) Determinar o número de rotações que daria o disco do medidor em 4hs se o fator de potência da carga fosse 0,8 indutivo, com os mesmos valores de tensão e de corrente.

RESPOSTAS: a) 760 rot/kWh; b) 2.140,16 rot

2.4. Um medidor de energia elétrica, monofásico, 2 fios, tensão nominal 240V, 15A, 60Hz, Kd=3,6Wh/rot, é ensaiado nas condições de "carga nominal" (tensão de aferição e calibração 220V) observando-se que o seu disco faz 15 rotações em 60 segundos. Verificar se o medidor está registrando corretamente. E, em caso negativo, qual o erro.

RESPOSTA: Está atrasado 1,82%

2.5. Dois medidores de energia elétrica, monofásicos, 2 fios, 240V, 15A, 60Hz são instalados com as bobinas de corrente em série e as de potencial em paralelo para medirem a energia elétrica solicitada por uma mesma carga. O 1º medidor tem Kd=3,6Wh/rot e o 2º faz 600 rotações em 1kWh. PERGUNTA-SE: Durante 20 minutos de consumo, os discos dos 2 medidores efetuam o mesmo número de rotações? Por quê?

RESPOSTA: Não. O 1º medidor efetua menor número de rotações.

2.6. A energia elétrica solicitada por uma residência é medida através de um medidor monofásico que indica 6392kWh no dia 30-09-2010 e 7127kWh no dia 31-10-2010. PEDE-SE: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada pela residência durante o período acima mencionado. b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor sabendo que a tarifa residencial em vigor na ocasião é a seguinte:

Consumo de energia: R$ 690,00 por grupo de 1.000kWh de consumo mensal.

Imposto único: R$ 75,32 por grupo de 1.000kWh de mensal. RESPOSTAS: a) 735 kWh; b) R$ 562,51

2.7. A energia elétrica solicitada por uma casa comercial é medida através de um medidor trifásico, 3 elementos, 4 fios, 60Hz, 380/220V, 30A, tendo constante própria de multiplicação igual a 10, o qual indica 2.639kWh no dia 30-09-2010 e 3.217kWh no dia 31-10-2010. PEDE-SE: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada pela casa comercial durante o período acima mencionado. b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor sabendo que a tarifa comercial em vigor na ocasião é a seguinte:

Consumo de energia: R$ 1.447,00 por grupo de 1.000kWh de consumo mensal.

Imposto único: R$ 90,42 por grupo de 1.000kWh de mensal. RESPOSTAS: a) 578 kWh; b) R$ 888,63

2.8. Um consumidor, categoria comercial, é alimentado através de um transformador próprio de 112,5kVA, 13.800/380-220V. O medidor trifásico, provido de indicador de demanda máxima, está instalado no lado de baixa tensão, alimentado através de 3 TCs de 200/5A. Este medidor tem constante própria de multiplicação igual a 3 para consumo e demanda,

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sendo a escala de demanda marcada de 0 a 2kW. As leituras do medidor foram as seguintes: consumo de 471kWh e demanda de 0,65kW no dia 30-11-2010 e 600kWh e 0,67kW no dia 31-12-2010. PEDE-SE: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada e a demanda solicitadas pela instalação no período acima mencionado. b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor sabendo que a tarifa em vigor na ocasião, para consumidor comercial primário é a seguinte:

Consumo de energia: R$ 107,00 por grupo de 1.000kWh de consumo mensal.

Demanda de potência: R$ 9,42 por kW mensal. RESPOSTAS: a) 15480 kWh e 80,4kW; b) R$ 2413,73

2.9. Uma pequena indústria é alimentada através de um transformador próprio de 45kVA, 13.800/380-220V. O medidor trifásico, provido de indicador de demanda máxima, está instalado no lado de baixa tensão, alimentado através de 3 TCs de 100/5A. Este medidor tem as seguintes constantes próprias de multiplicação: para consumo (1) e para demanda 0,01kW/divisão, sendo a escala de demanda marcada de 0 a 450 divisões. As leituras do medidor foram as seguintes: consumo de 2230kWh e demanda de 130 divisões no dia 30-11-2010 e 2396kWh e 125 divisões no dia 31-12-2010. PEDE-SE: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada e a demanda solicitadas pela instalação no período acima mencionado. b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor sabendo que a tarifa em vigor na ocasião, para consumidor comercial primário é a seguinte:

Consumo de energia: R$ 107,00 por grupo de 1.000kWh de consumo mensal.

Demanda de potência: R$ 9,42 por kW mensal. RESPOSTAS: a) 3320 kWh e 26kW; b) R$ 600,16

2.10. Uma pequena indústria é alimentada através de um transformador próprio de 150kVA, 13.800/380-220V. O medidor está instalado no lado de baixa tensão, através de 3 TCs de 250/5A. Este medidor tem as seguintes constantes próprias de multiplicação: para consumo (1) e para demanda 0,01kW/divisão, sendo a escala de demanda marcada de 0 a 480 divisões. As leituras do medidor foram as seguintes: consumo de 25819kWh e demanda de 208 divisões no dia 30-11-2010 e 26573kWh e 246 divisões no dia 31-12-2010. PEDE-SE: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada e a demanda solicitadas pela instalação no período acima mencionado. b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor sabendo que a tarifa em vigor na ocasião, para consumidor comercial primário é a seguinte:

Consumo de energia: R$ 107,00 por grupo de 1.000kWh de consumo mensal.

Demanda de potência: R$ 9,42 por kW mensal. RESPOSTAS: a) 37700 kWh e 123kW; b) R$ 5192,56

DEMANDA E TARIFAÇÃO HORO-SAZONAL

3.1. Dadas as tarifas abaixo, para um consumidor do sub-grupo A4, ao período seco (como é o caso de maio), encontre a melhor opção para tarifação convencional, verde ou azul, para cada exemplo abaixo, considerando as tarifas aplicadas pela CEMIG e EDP Bandeirante, abaixo. É válido destacar que a parcela de ultrapassagem é cobrada apenas quando a demanda medida ultrapassa a Demanda Contratada acima do limite de tolerância de 5%, conforme Resolução Normativa Nº 414/2010.

Tipo de Tarifa Valores CEMIG Valores EDP Bandeirante

Tarifa de demanda convencional: R$ 47,55 / kW R$ 21,41 / kW

Tarifa de demanda convencional, ultrapassagem R$ 95,10 / kW R$ 42,82 / kW

Tarifa de consumo convencional: R$165,31 / MWh R$ 211,03 / MWh

Tarifa de demanda de ponta, azul: R$ 45,78 / kW R$ 22,05 / kW

Tarifa de demanda fora da ponta, azul: R$ 14,59 / kW R$ 6,05 / kW

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Tipo de Tarifa Valores CEMIG Valores EDP Bandeirante

Tarifa de ultrapassagem de ponta, azul: R$ 91,56 / kW R$ 44,10 / kW

Tarifa de ultrapassagem fora de ponta, azul: R$ 29,18 / kW R$ 12,10 / kW

Tarifa de consumo de ponta, período seco, azul: R$261,35 / MWh R$ 307,53 / MWh

Tarifa de consumo fora de ponta, per. seco, azul: R$162,90 / MWh R$ 203,53 / MWh

Tarifa de demanda, verde: R$ 14,59 / kW R$ 6,04 / kW

Tarifa de ultrapassagem, verde: R$ 29,18 / kW R$ 12,08 / kW

Tarifa de consumo de ponta, per. seco, verde: R$1.324,45 / MWh R$ 837,18 / MWh

Tarifa de consumo fora de ponta, per. seco, verde: R$ 162,90 / MWh R$ 203,48 / MWh

Exemplo 1: DCp = 500 kW; DCfp = 1000 kW; DMp = 400 kW; DMfp = 900 kW; CMp = 24.000 kWh; CMfp = 509.600 kWh.

Resposta: CEMIG: Convencional = R$ 135.759,42, Verde = R$ 129.390,64, Azul = R$ 126.766,24 EDP: Convencional = R$ 134.015,61, Verde = R$ 129.851,21, Azul = R$ 128.174,61

Exemplo 2: DCp = 500 kW; DCfp = 1000 kW; DMp = 530 kW; DMfp = 1060 kW; CMp = 24.440 kWh; CMfp = 601.970 kWh.

Resposta: CEMIG: Convencional = R$ 153.954,84, Verde = R$ 145.895,87, Azul = R$ 144.177,11 EDP: Convencional = R$ 153.601,30, Verde = R$ 149.382,03, Azul = R$ 148.134,49

Exemplo 3: DCp = 500 kW; DCfp = 1.000 kW; DMp = 570 kW; DMfp = 1.120 kW; CMp = 34.200 kWh; CMfp = 630.362 kWh;

Resposta: CEMIG: Convencional = R$ 168.820,74, Verde = R$ 166.073,76, Azul = R$ 159.014,94 EDP: Convencional = R$ 166.790,92, Verde = R$ 164.418,73, Azul = R$ 160.429,10

3.2. Em um intervalo de 15 minutos, uma indústria teve os seguintes equipamentos ligados, durante os respectivos tempos:

Iluminação: 50 lâmpadas de 400W durante 15 minutos

Compressor de ar 1: potência de 200kW durante 5 minutos

Compressor de ar 2: potência de 100kW durante 8 minutos

Ar condicionado: 250kW durante 15 minutos

Microcomputadores: 150 unidades de 200kW durante 15 minutos

Forno a arco: 400kW durante 3 minutos

Laminador: 80kW durante 12 minutos

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Pede-se: a) A energia em kWh no intervalo; b) A demanda em kW no intervalo.

Tem-se que o preço do kW de demanda contratada vale R$ 3,28/kW e a tarifa de ultrapassagem é 2 vezes mais cara. Se o consumidor tiver uma demanda contratada de 1500kW, quanto ele pagará pelo importe de demanda total para o intervalo acima?

AMOSTRAGEM DE SINAIS

A partir dos sinais de tensão e corrente mostrados abaixo, calcular pelo método da amostragem de sinais (16 amostras, 32 amostras, 64 amostras): a) Valores eficazes da tensão e corrente; b) Valor da potência ativa, reativa e aparente; c) Valor do fator de potência; d) Verificar se os valores encontrados para cada amostragem são os mesmos. Justifique.

RESPOSTAS:

n V eficaz I eficaz St P ativa Q reativo FP Φ Z

64 35,36 1,00 35,36 28,08 21,48 0,79 37,41 35,36

32 35,36 1,00 35,36 26,51 23,39 0,75 41,43 35,36

16 35,36 1,00 35,36 29,60 19,34 0,84 33,16 35,36

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