Problemas S2
1. Para iluminar uma divisão de uma habitação considera-se desejável utilizar dois
pontos de luz. Um deles é equipado com uma lâmpada incandescente de 230V /
100W e o outro é equipado também com uma lâmpada do mesmo tipo mas de
230V / 60W.
a. Escolha de forma justificada a forma como deve estabelecer a instalação
– liga as lâmpadas em série ou em paralela? – sabendo que tem uma
tensão disponível de 230V. Para cada solução determine a corrente, a
tensão e a potência em cada lâmpada, bem como a corrente e a potência
fornecida pela fonte. Sendo as dimensões da divisão relativamente
pequenas despreze o efeito de Joule nos condutores de ligação.
b. Para a solução que considera adequada esboce um esquema de princípio
do circuito respectivo tendo em conta que os pontos de luz devem ter um
comando independente e a instalação global deve ser protegida contra
curto - circuitos.
c. Faça uma estimativa dos custos anuais em energia supondo que nos
meses de Primavera e Verão a lâmpada de60W está acesa cerca de 2
horas por dia e a de 100W está ligada durante 5 horas. Nos restantes
meses do ano considere um funcionamento diário semelhante mas com
duração respectivamente de 4 horas e 7 horas.
2. Uma instalação de iluminação é constituída por um sector com 25 lâmpadas
incandescentes 230V / 100W e outro sector com 48 lâmpadas incandescentes de
230V / 60W. Esta instalação de iluminação dista 220 m da fonte de energia
eléctrica a qual disponibiliza uma tensão de 230V.
a. Supondo que utiliza condutores em cobre com 1,5mm2 de secção para
alimentar a instalação de iluminação, determine a corrente, a tensão e a
potência em cada lâmpada e a corrente e a potência em cada sector e na
fonte de alimentação.
b. Discuta as condições de funcionamento da instalação de iluminação e
pondere alterar as secções dos condutores de alimentação.
c. Para as situações das alíneas anteriores avalie o custo anual de energia
supondo que em média a instalação é usada diariamente à plena carga
durante 9 horas.
3. Repita o problema anterior supondo que vai efectuar uma instalação de
iluminação semelhante mas usando lâmpadas fluorescentes de 65 W.
a. Avalie o número de lâmpadas fluorescentes a utilizar em cada sector
sabendo que o fluxo luminoso das lâmpadas incandescentes é igual a
1350 lumen nas lâmpadas de 100 W e de 715 lumen para as de 60W. Por
outro lado considere que cada lâmpada fluorescente tem um fluxo
luminoso de 4650 lumen.
b. Responda às restantes alíneas tendo em conta que cada lâmpada
fluorescente necessita de uma intensidade de corrente de 0,67 A e tem
em série uma bobina (balastro) cujo coeficiente de indução é igual
0,99H. Determine o factor de potência e a potência reactiva da instalação
global.
c. Repita a alínea anterior mas considere que cada armadura com uma
lâmpada tem um condensador para compensar o factor de potência para o
valor de 0,9 (ind). Determine também o valor da capacidade a colocar em
cada armadura.