O fator de potência (FP) indica a ineficiência com que a energia consumida está sendo convertida em trabalho útil. Ele é definido como a razão entre a potência ativa (P) e a potência aparente (S). Considerando um diodo ideal, qual será o fator de potência no circuito da figura abaixo, onde a carga é de R=50 Ω, a fonte é uma senoidal com 12V eficaz (Vef), corrente eficaz de 169,7 mA e frequência de 60 Hz?

Alternativa C

O Fator de Potência (FP) é definido pela relação entre a Potência Ativa (P) e a Potência Aparente (S). Neste problema, temos um retificador de meia onda com carga resistiva.

Análise do Problema

Para encontrar a resposta correta, podemos utilizar os dados fornecidos ou a teoria específica para este tipo de circuito.

1. Cálculo usando os dados numéricos

Primeiro, calculamos a Potência Ativa (P) dissipada na resistência:

• Fórmula: P = I_{ef}^2 \times R
• Dados: I_{ef} = 169,7 \, \text{mA} = 0,1697 \, \text{A}; R = 50 \, \Omega
• Cálculo: P = (0,1697)^2 \times 50 \approx 1,44 \, \text{W}

Em seguida, calculamos a Potência Aparente (S) vista pela fonte:

• Fórmula: S = V_{ef} \times I_{ef}
• Dados: V_{ef} = 12 \, \text{V}; I_{ef} = 0,1697 \, \text{A}
• Cálculo: S = 12 \times 0,1697 \approx 2,036 \, \text{VA}

Por fim, determinamos o Fator de Potência:

• Fórmula: FP = P / S
• Cálculo: FP = \frac{1,44}{2,036} \approx 0,707

2. Teoria do Retificador Meia Onda

Para um retificador de meia onda com carga puramente resistiva, existe um valor teórico conhecido que confirma nosso cálculo:

• A corrente não é senoidal (apenas metade do ciclo passa), gerando distorção harmônica.
• A relação teórica entre Potência Ativa e Aparente neste caso é sempre igual a \frac{1}{\sqrt{2}}.
• Cálculo: \frac{1}{\sqrt{2}} \approx 0,7071

Conclusão

Tanto pelo cálculo direto com os valores fornecidos quanto pela teoria específica para circuitos de meia onda com carga resistiva, o resultado é aproximadamente 0,707.

Portanto, a alternativa correta é a C.