Fator de potência – O que é e como calcular!
Você sabe que é o fator de potência? Este fator é muito importante principalmente nas instalações elétricas industriais. Aprenda neste artigo do Mundo da Elétrica o que é e como calcular o fator de potência. Vamos lá pessoal?
O que é fator de potência?
O fator de potência é a relação entre a energia que é entregue na instalação, e a energia que realmente é convertida em algum tipo de trabalho.
Em instalações elétricas industriais são ligadas algumas cargas como motores, transformadores, reatores para lâmpadas de descarga, fornos de indução, entre outras máquinas que consomem energia reativa.
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Esta energia reativa faz parte de toda a potência que é recebida na instalação, mas ela não é convertida em trabalho! Para entender melhor sobre a relação do fator de potência, vamos falar primeiro sobre os tipos de potência. que são:
- Potência Aparente: esta é toda a potência disponibilizada pela concessionária de energia para a instalação, é a potência espontânea! A potência aparente é medida em VA (volt-ampere), geralmente acompanhada pelo submúltiplo quilo (k).
- Potência Ativa: é a parte da potência aparente que é convertida nas máquinas e equipamentos em trabalho, ou seja, a que de fato é utilizada, seja para gerar movimento, luz e etc. A potência ativa é medida em Watts (W), geralmente acompanhada pelo submúltiplo quilo (K).
- Potência Reativa: esta é a potência que não gera nenhum trabalho. Geralmente é utilizada na manutenção de campos eletromagnéticos nas estruturas das cargas indutivas, como os motores de indução. A potência reativa é medida em VAr (volt-ampere reativo), geralmente acompanhada pelo submúltiplo quilo (k).
Podemos dizer que a potência aparente é a soma das potências ativa e reativa. Analisando a existência dessas potências, percebemos que o ideal é que a potência reativa seja a menor possível, pois ela não gera nenhum trabalho.
Uma analogia bastante usada para explicar as potências é um copo de chopp. A potência aparente é todo o volume que está dentro do copo, a potência ativa é a parte líquida e a potência reativa é a espuma que fica por cima. A espuma não mata a sede, mas não deixa de fazer parte do volume total.
Potências aparente, ativa e reativa.
O fator de potência exemplifica justamente esta relação entre a energia que é entregue, e a energia que gera trabalho. Portanto, o fator de potência é a razão entre a potência ativa e a potência aparente.
Como calcular o fator de potência
O fator de potência indica a eficiência do uso da energia que é entregue pela concessionaria de energia. Para fazermos o cálculo do fator de potência da instalação utilizamos a seguinte relação:
Triângulo das potências aparente, ativa e reativa.
Deste modo, obtendo a razão entre a potência ativa e a potência aparente encontramos o valor do fator de potência da instalação.
O triângulo retângulo é usado didaticamente para mostrar a relação do fator de potência com as potências aparente, ativa e reativa. Podemos observar que no triangulo retângulo, a potência aparente é representada pela hipotenusa, sendo o maior lado do retângulo. As potências ativa e reativa são representadas pelos catetos adjacente e oposto respectivamente.
Como aumentar o fator de potência?
Vimos que não é interessante ter um valor alto de potência reativa circulando pela instalação elétrica, pois além de não produzir trabalho, a potência reativa ocupa um “espaço” que poderia estar sendo preenchido por mais potência ativa.
Outro ponto importante é que a legislação brasileira exige que o fator de potência seja no mínimo 0,92. Caso a instalação tenho um valor de fator de potência menor do que o exigido, a concessionária de energia deve cobrar uma multa na fatura de energia desta instalação.
Para diminuir a potência reativa e consequentemente aumentar o fator de potência são instalados bancos de capacitores. Os bancos de capacitores são instalados de forma paralela na entrada de energia ou em paralelo com o equipamento indutivo.
Instalados em paralelo com a entrada de energia, os bancos de capacitores introduzem carga capacitiva na instalação. Esta carga capacitiva tem o efeito contrário da carga reativa e consegue elevar o fator de potência para um valor próximo de 1, que é o ideal.
Além de não pagar a multa, existem outras vantagens para a instalação em manter um alto fator de potência, algumas delas são:
- Redução do custo de energia
- Aumento da eficiência energética da instalação
- Aumento da capacidade dos equipamentos de manobra
- Aumento da vida útil da instalação e dos equipamentos
- Redução do efeito Joule
Para entender melhor o conceito de fator de potência, veja o vídeo a seguir do Mundo da Elétrica! Nele explicamos também as relações trigonométricas das potências aparente, ativa e reativa.
Gostou de aprender sobre fator de potência? Deixe nos comentários a sua opinião! Para mais assuntos relacionados a elétrica continue navegando no site Mundo da Elétrica.
Sobre o autor
Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.
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