II EE Medidas 2012.2 POLI II

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 Escola Politécnica / UPE 
Medidas Elétricas - II Ex. Escolar - 2012.2 
 
1)MISCELÂNEA-CONCEITOS BÁSICOS DE ENERGIA E POTÊNCIA ELÉTRICA ATIVA (DEMANDA): 
1.1)A figura 1 ilustra a curva de carga (Demanda/Potência ativa) de um consumidor de energia elétrica da classe 
industrial de alta tensão, enquadrado na tarifa convencional binômia. Nesse contexto, a tarifa para a demanda é de 
R$/kW 72,00 e para consumo de energia elétrica é de R$/kWh 0,22. Sendo assim, assinale a alternativa que 
apresenta corretamente o valor de energia elétrica que o consumidor deve pagar à concessionária em um mês de 
30 dias, considerando que o comportamento da carga se repete todos os dias: 
 (a) R$ 277,20 (b) R$ 5760,00 (c) R$ 6.037,20 (d) R$ 8.316,00 d) R$ 14.076,00 e) R$ 181.116,00 
 (f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2)O fator de carga (FC) do consumidor do item 1.1, no mês será igual a: 
 a) 0,02 b) 0,03 c) 0,66 d) 0,88 e) 1,00 f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
1.3)Um baixo fator de carga (FC) para uma instalação elétrica indica que: 
 (a) A demanda máxima da instalação é elevada, devida a uma concentração de cargas (equipamentos elétricos) 
 em um dado intervalo de tempo no dia. 
 (b) O fator de potência da instalação é elevado devido ao fato de muitas cargas (equipamentos) indutivas estarem 
 ligadas ao mesmo tempo. 
 (c) A demanda máxima é igual à demanda média com o consumo de energia elétrica estável. 
 (d) A demanda máxima da instalação é baixa, devida à pouca utilização de cargas no horário da noite. 
 (e) A energia elétrica ativa solicitada pela carga é baixa no período da madrugada. 
 (f) N.D.R.A. 
2)MISCELÂNEA-MEDIÇÃO DE POTÊNCIA A 2 ELEMENTOS (03 FIOS SEM NEUTRO): 
2.1)Um motor de indução trifásico, ligado em um circuito trifásico a 3 fios sem neutro em 380 V e através do método do 
 2 watímetros, onde o primeiro watímetro indica 10.400 W e o segundo 3.400 W, conforme montagem da figura 2. O 
 fator de potência do motor e a corrente de linha são, respectivamente: 
 (a) 0,55 e 22,30 A (b) 0,65 e 24,25 A (c) 0,75 e 27,91 A (d) 0,85 e 29,30 A (e) 0,95 e 31,35 A 
 (f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
2.2)Com base no item 2.1, a potência reativa trifásica solicitada pelo motor de indução é de : 
 a) 12.124 var b) 12.124 kvar c) 14.900 var d) 15.800 var e) 16.790 kvar f) N.D.R.A. 
Justifique a resposta. 
2.3)Suponha que o método dos dois watímetros seja aplicado para uma carga equilibrada alimentada por circuito 
trifásico a três condutores, sem neutro, utilizando uma nova montagem, ainda de acordo com a figura 2. Marque 
verdadeiro (V) ou falso (F) para as alternativas abaixo: 
 I. As leituras dos dois instrumentos são sempre idênticas. 
 II. As leituras dos dois instrumentos só serão idênticas se a carga for puramente resistiva. 
 III. Se a carga for indutiva pura, as leituras apresentarão o mesmo valor absoluto, mas com sinais contrários. 
 IV.Se a carga for puramente capacitiva, as leituras apresentarão o mesmo valor absoluto, mas com mesmo sinal. 
 V. Se a carga tiver um fator de potência (cos) igual 0,5, somente o segundo watímetro apresentará uma 
 indicação nula. Justifique as respostas. 
Dem. (kW)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0-3 3-6 6-9 9-12 12-15 15-18 18-21 21-24 h
 
Curva de Carga Diária
Figura 1 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3)MISCELÂNEA-MEDIÇÃO DE POTÊNCIA A 3 ELEMENTOS (04 FIOS-3 FASE E 01 NEUTRO): 
3.1)Em uma medição de uma carga elétrica equilibrada trifásica, tensão fase-fase = 380 V, utilizou-se o método dos 
três watímetros, conforme montagem da figura 3. A leitura no terceiro watímetro eletrodinâmico acusou 12.000 W e 
a corrente por fase obtida através de uma medida foi de 57,64 A. Com base nesses dados, podemos afirmar que a 
potência ativa na carga é 
 a) 36.000 kW b) 12.000 kW c) 31.831 W d) 24.000 W e) 36.000 W f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
3.2)Com base no item 3.1, o se o amperímetro de ferro móvel registra um valor de 57,64 A, podemos afirmar que o 
 fator de potência da carga é: 
 a) 0,55 b) 0,66 c) 0,78 d) 0,88 e) 0,95 f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
4)MISCELÂNEA-MEDIDOR E MEDIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A 3 ELEMENTOS (04 FIOS-3 FASE E 01 NEUTRO): 
4.1)Um medidor eletrônico trifásico de energia elétrica de 03 elementos é ligado por meio de 3 TC (transformadores de 
 corrente) de relação nominal 20/5, um em cada fase, e 3 TP (transformadores de potencial) 7.967,4/115 V, ligados 
com o circuito primário ligados em estrela, cada um entre uma fase e o neutro. Quando a energia ativa e a 
demanda máxima (potência ativa) indicadas no medidor forem, respectivamente 700 kWh e 1,39 kW, no período 
de 1 mês (30 dias), a energia ativa e a demanda (potência ativa) máxima solicitadas pela instalação neste período 
serão, repectivamente: 
 a) 48,49 kWh e 96,23 W b) 193,99 kWh e 384,90 W c) 2.800,00 e 5,56 kW d) 48.497,40 kWh e 96,23 kW 
 e) 193.988,87 kWh e 384,90 kW f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
4.2)Com base no item 4.1, se o consumidor for da classe comercial e de alta tensão e estiver enquadrado na tarifa 
convencional binômia, a conta de energia elétrica a ser paga à concessionária e o fator de carga da instalação no 
mês, serão respectivamente: 
 a)R$ 45.023,90 e 0,58 b)R$ 70.390,25 e 0,70 c)R$ 80.231,00 e 0,83 d)R$ 87.654,21 e 0,90 
 e)R$ 92.987,12 e 1,00 f) N.D.R.A. Justifique a resposta. 
 Dados: Tarifa para consumo de energia elétrica = R$/kWh 0,22 ; Tarifa para a demanda é de R$/kW 72,00. 
4.3)Para faturar um determinado consumidor de alta tensão (Potência do Trafo ≤ 300 kVA), a concessionária de 
energia elétrica utiliza o sistema de medição mostrado na figura 4, composto pelos seguintes componentes: 
 -03 TC (transformadores de corrente ideais) de relação nominal = 400/5 e idênticos. 
 -01 medidor eletrônico utilizando 03 elementos com indicação de kW (máxima) e kWh acumulado. 
 Se em um determinado mês (30 dias), o medidor mostrou no display 1.560 kWh acumulada e uma demanda 
 máxima de 2,9kW, quanto será a conta de energia elétrica neste mês? 
 Dados: tarifa de energia ativa = R$/kWh 0,22 ; tarifa de demanda (potência máxima) = R$/kW 72,00. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
U 
U 
I 
I 
Figura 2 Figura 3 
PR
(3)
380/220 V 13.800 V 
Figura 4 
 
3 
 
5)MISCELÂNEA–MEDIDORES MONOFÁSICO E TRIFÁSICO DE INDUÇÃO (kWh): 
5.1)Com relação ao medidor mostrado na figura 5, marque verdadeiro (V) ou falso (F) para as afirmações a seguir: 
 a.( )Se o disco do medidor realizar 100 revoluções (rotações) em 5 minutos ao suprir uma carga constante, a 
 potência ativa calculada da mesma é da ordem de 4,32 kW. 
 b.( )O medidor em questão pode medir também a energia solicitadopor uma carga alimentada por uma fonte 
 de tensão contínua (CC.) 
. c.( )Para circuitos com corrente de 50 A, para medir a potência ativa solicitada por uma carga monofásica 
 deve-se se usar um TC (Transformador de Corrente) de relação nominal = 15/5 A. 
 d.( )O medidor em questão é um instrumento eletrodinâmico e pode registrar a potência ativa solicitada por 
 uma carga monofásica. 
 e.( )Para medir a energia ativa solicitada por uma carga trifásica alimentada por um circuito a 4 fios (03 
 fases+01 neutro) de baixa tensão, pode-se usar 03 medidores deste tipo e somar a energia registrada 
 em cada. 
 f.( )Neste medidor, a função do ímã permanente (freio magnético) é aumentar a velocidade do disco de 
 alumínio quando a carga (consumidor) solicitar uma potência ativa constante em um determinado intervalo 
 de tempo. 
 g.( )Neste medidor, a bobina de corrente apresenta um enrolamento de fio grosso e poucas e a bobina de 
 tensão (potencial) possui um enrolamento de fio fino com grande número de espiras. 
 h.( )Neste medidor, a função do ímã permanente (freio magnético) é manter a velocidade do disco de 
 alumínio constante quando a carga (consumidor) solicitar uma potência ativa constante em um 
 determinado intervalo de tempo. 
5.2)Identifique e explique sucintamente a função dos principais componentes do medidor monofásico de indução 
 numerados na figura 6: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3)Uma equipe de alunos montou no Laboratório de Eletrotécnica um circuito trifásico utilizando um Medidor de 
Indução Trifásico (02 elementos, 03 fios sem neutro, tensão fase-fase 220 V - constante do disco kd = 14,4 
Wh/rotação), uma carga trifásica ligada em Δ e uma fonte 220 VCA (fase-fase sem neutro), de acordo com figura 7. 
Pede-se: 
 a)Nº de Rotações dos discos para um intervalo de tempo de 6 minutos; b)A potência ativa estimada para a 
 carga trifásica? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 
 
 
Figura 7
 1
 2
 3
 4
5
6
3
5
Figura 7
Figura 5 
Figura 6 
Figura 7 
Medidor 
 
4 
 
6)MISCELÂNEA - NOÇÕES DE SISTEMAS DE ATERRAMENTO 
 6.1)Com relação aos Sistemas de Aterramento marque nas afirmativas a seguir, verdadeiro(V) ou falso (F): 
 ( )Uma das finalidades do Sistema de Aterramento é evitar o escoamento de descargas atmosféricas para a 
 terra, de forma a não danificar o solo. 
 ( )A tensão que uma pessoa pode ser submetida ao tocar em um objeto sob tensão e em um outro elemento 
 que se encontra num potencial diferente é chamada "Tensão de Passo". 
 ( )Escoar as cargas estáticas geradas nas carcaças dos equipamentos elétricos. 
 ( )Uma das finalidades do Aterramento de Proteção é definir e estabilizar a tensão da instalação em relação 
 à terra durante o funcionamento. 
 ( )Uma das finalidades do Aterramento Funcional é definir e estabilizar a tensão da instalação em relação à 
 terra durante o funcionamento. 
 ( )Observando a figura 8, se ocorrer vazamento de corrente após defeito no equipamento, a maior parcela de 
 corrente deverá escoar pelo corpo da pessoa, pois o mesmo tem menor resistência menor do que o terra. 
 ( )É composta apenas por 03 componentes (resistências): de contato entre a eletrodo (haste) e a terra adjacente, 
própria da eletrodo (haste) e das ligações ao mesmo, e a da terra circunvizinha. 
 ( )Na medição da resistência de terra de um eletrodo utiliza-se mais usualmente um aparelho construído para 
 essa finalidade e que é o Megômetro. 
 ( )As medições da resistência de aterramento devem ser feitas em dias em que o solo esteja seco para que se 
 obtenha o maior valor da resistência de terra. 
 ( )O cabo de ligação entre os equipamentos elétricos e o eletrodo (haste de terra) deve ser de cobre com 
bitola mínima de16 mm2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 6.2)Dois transformadores de corrente de kc = 50/5 A, idênticos, têm os enrolamentos primários ligados em série e os 
secundários ligados conforme mostram as figuras 9, 10, 11 e 12. Considerando I1 = 50 A, determinar em cada uma 
das montagens: 
 a)A leitura do amperímetro A em cada figura. 
 b)A corrente nos condutores secundários em cada figura. 
 OBS: Utilizar as figuras para demonstrar. Considere a resistência dos condutores como desprezíveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota da II Unidade = Nota (I E.E.)*0,80 + Notas Práticas de 4 a 7)*0,20 
prof. Carlos Frederico Diniz – Medidas Elétricas - POLI/UPE–2012.2 
PONTUAÇÃO DAS QUESTÕES: QUESTÕES DE 1 A 5 VALEM 1,8 / QUESTÃO 6 VALE 1 – TOTAL PROVA = 10 PONTOS. 
Fase
Neutro
Disjuntor
Defeito
Fase
Neutro
Fase
Neutro
DisjuntorDisjuntor
Defeito
Equipamento Equipamento 
ElEléétricotrico
Figura 8 
Figura 9 Figura 10
Figura 11 Figura 12