Quando conectada a uma rede elétrica de 100 VRMS, 60 Hz, uma carga monofásica...

Vamos falar de fator de potência, que é um conceito bem comum em elétrica e muito importante para entender o consumo eficiente da energia pelos equipamentos. O fator de potência (FP) é a razão entre a potência ativa (P), que realiza trabalho, e a potência aparente (S), que é a combinação da potência ativa com a potência reativa (Q), esta última que não realiza trabalho, mas cria campos magnéticos e é fundamental em equipamentos elétricos. Quando o fator de potência é baixo, indica que há muita potência reativa, o que pode causar perdas e sobretaxas na conta de luz.

Na questão temos uma carga que consome 10 kW, com fator de potência atrasado 0,5, ou seja, a potência reativa é significativa. O ângulo correspondente ao cos⁻¹(0,5) é 60 graus, e a tangente desse ângulo nos dá a relação entre Q e P, que é 1,73.

Primeiro, calculamos Q original: Q = P × tan(60°) = 10 kW × 1,73 = 17,3 kVAR.

Agora, um banco de capacitor de 7,3 kVAR é adicionado para compensar parte da potência reativa. O novo Q é Q_total = Q original - Q do capacitor = 17,3 - 7,3 = 10 kVAR.

O novo ângulo φ pode ser encontrado por tan φ = Q_total / P = 10 / 10 = 1, ou seja, φ = 45°.

O novo fator de potência é cos(45°) = 0,70.

O enunciado pede o novo fator de potência, e pelo cálculo, ele caiu para 0,70 (o que geralmente não faz sentido, mas é o resultado obtido). Portanto, a resposta correta é a letra c) 0,70.