Existem três tipos de cargas nos sistemas de tensão ...

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Ano: 2014 Banca: CONSULPLAN Órgão: HOB
Q1200978 Eletrônica
Existem três tipos de cargas nos sistemas de tensão alternada: as resistivas, as indutivas e as capacitivas. Qual o valor aproximado da capacitância que faz o fator de potência ser igual a “1”, em um circuito, cujo par reatância indutiva e frequência sejam, respectivamente, iguais a 1/377 kΩ e 60 Hz? 
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A alternativa correta é a letra A - 1 mF.

Vamos entender como chegamos a essa resposta.

Em sistemas de tensão alternada, o fator de potência é uma medida da eficiência com que a energia é utilizada. Ele é igual a "1" quando o circuito é puramente resistivo, ou seja, quando a reatância capacitiva e a reatância indutiva se anulam.

Para um circuito com reatância indutiva (XL) e a frequência (f) dadas, a reatância capacitiva (XC) deve ser tal que XL = XC para que o fator de potência seja um. A fórmula para a reatância capacitiva é dada por:

XC = 1 / (2πfC)

Sabendo que XL = 1 / 377 kΩ e f = 60 Hz, podemos encontrar a capacitância (C) que torna o fator de potência igual a 1. Reorganizando a fórmula temos:

C = 1 / (2πfXL)

Substituindo os valores conhecidos na equação:

C = 1 / (2 × π × 60 Hz × (1 / 377 × 1000 Ω))

Calculando, chegamos a um valor aproximado de 1 mF, que corresponde à alternativa A.

Agora, vejamos porque as outras opções estão incorretas:

  • B - 2,7 mF: Um valor maior de capacitância faria com que a reatância capacitiva fosse menor que a reatância indutiva, criando um circuito predominantemente capacitivo, o que não resultaria em um fator de potência igual a 1.
  • C - 5,3 mF: Similarmente à opção B, um valor ainda maior também aumentaria a reatância capacitiva, afastando ainda mais o circuito de um fator de potência unitário.
  • D - 377 F: Este valor é extremamente impraticável para circuitos comuns e resultaria em uma reatância capacitiva quase nula, o que definitivamente não balancearia a reatância indutiva dada.

Espero que esta explicação tenha esclarecido como resolver este tipo de questão envolvendo fator de potência e cálculo de capacitância em circuitos de corrente alternada.

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