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REVISÃO DE CIRCUITOS AC
Exercício em Sala
1. FORMULAÇÃO DO PROBLEMA – Um dos problemas costumeiramente tratados nas empresas distribuidoras de energia consiste na definição da tensão de suprimento das cargas industriais conectadas na rede elétrica, de sorte a atender os critérios estabelecidos pelo órgão normativo do setor, no caso brasileiro a Agência Nacional de
Energia Elétrica (ANEEL). De acordo com as normas definidas por essa agência, a tensão no ponto de consumo de cada carga não deverá situar-se fora de um intervalo de
±5% do valor especificado como nominal para a mesma.
Em cada consumidor, por outro lado, o desafio é outro e consiste em manter o fator de potência da indústria nos patamares considerados satisfatórios pela ANEEL, no caso cosϕ=0,92. Um valor do fator de potência inferior ao limite estabelecido repercutirá diretamente na fatura de energia, através da cobrança de tarifas adicionais conforme prescreve a legislação vigente. Dessa maneira, corrigir o fator de potência da carga é um problema de engenharia de qualquer indústria que utilize a energia elétrica como insumo importante na formação de seus preços.
2. MODELAGEM DO PROBLEMA – O estudo do problema proposto será orientado para uma configuração típica de alimentação industrial, a qual, embora não apresente uma grande complexidade, exibe todos as nuances e aspectos relevantes das situações defrontadas por um analista de sistemas elétricos de potência. O sistema definido para os estudos consistirá de uma carga indutiva suprida por um ramal de alimentação oriundo de uma instalação da concessionária, a qual, por sua vez, recebe alimentação de uma fonte através de uma linha de transmissão munida de um transformador. O diagrama unifilar desse sistema está ilustrado na figura abaixo.

A primeira etapa dos estudos consistirá na modelagem matemática do sistema elétrico proposto acima, adotando-se, para cada componente, uma representação simplificada, porém satisfatória, tal como mostra as figuras