Você sabe para que serve o triângulo das potências?
Neste artigo, você vai descobrir o que é o triângulo das potências, para que ele serve, quais os tipos de potências e como elas se relacionam na prática.
Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo.
O que é o triângulo das potências
O triângulo das potências é um triângulo retângulo usado para representar os tipos de potências elétricas.
Ele possui dois lados iguais sendo o cateto oposto, cateto adjacente e a hipotenusa.
E cada um dos lados desse triângulo representa um tipo de potência.
Para que serve o triângulo das potências
O triângulo das potências serve para que possamos relacionar os tipos de potências e extrair informações importantes.
Neste caso estamos falando da potência ativa, a potência reativa e a potência aparente que vamos explicar mais adiante.
Através do triângulo das potências será possível relacionar os três componentes da potência elétrica.
Quando usar o triângulo das potências
O triângulo das potências é usado para realizar cálculos elétricos através da relação entre as potências e do teorema de Pitágoras.
Ou seja, através desses cálculos é possível determinar o valor da potência ativa, ou potência reativa e até o valor da potência aparente.
Mas antes de aprender como fazer qualquer tipo de cálculo elétrico, precisamos entender agora o que significa cada um desses tipos de potências e a relação entre elas, confira abaixo.
Tipos de potência no triângulo das potências
Nos circuitos de corrente alternada, corrente elétrica e tensão elétrica se comportam de maneiras distintas dos circuitos de corrente contínua.
E quando falamos de circuitos de corrente alternada com cargas indutivas e/ou capacitivas, ocorre uma defasagem entre tensão e corrente.
Por isso, em sistemas alternados devemos considerar a existência desses três tipos de potência elétrica abaixo, confira
Potência ativa no triângulo das potências
A potência ativa é a a potência que efetivamente realiza trabalho gerando calor, luz e movimento.
Na prática, é o tipo de potência que faz os motores girarem, realizando o trabalho do dia a dia.
A potência ativa possui a sua unidade de medida em Watts (W).
E a sua simbologia é representada no triângulo das potências pela letra maiúscula P.
Agora vamos entender o que é a potência reativa no triângulo das potências, confira abaixo.
Potência reativa no triângulo das potências
A potência reativa é o tipo de potência que não produz trabalho útil, mas circula entre o gerador e a carga, exigindo do gerador e do sistema de distribuição uma corrente elétrica adicional.
Esse tipo de potência reativa é consumida por reatâncias sejam elas indutivas ou capacitivas no armazenamento de energia, magnética ou elétrica, para o devido funcionamento do sistema elétrico.
Na prática, esse tipo de potência reativa está presente em motores, transformadores, reatores, lâmpadas fluorescentes, etc.
Neste caso, ela é fundamental para criar e manter os campos eletromagnéticos que são necessários para que o eixo dos motores possa girar.
A potência reativa possui a sua unidade de medida em Volt Ampere reativo (VAr) ou kilovolts Amperes Reativos (KVAr).
E a sua simbologia no triângulo das potências é representada pela letra maiúscula Q.
Agora vamos entender o que é a potência aparente no triângulo das potências.
Potência aparente no triângulo das potências
Nos exemplos acima nós explicamos o que é a potência ativa e a potência reativa.
E neste caso, se efetuarmos a composição dessa potência ativa e a potência reativa.
Então será possível encontrar o que chamamos de potência aparente ou potência total.
Isso significa que a potência aparente é a potência total absorvida por uma instalação elétrica.
A potência aparente possui a sua unidade de medida em Volt Ampere (VA) ou kilovolts Amperes (KVA).
E a sua simbologia é representada no triângulo das potências pela letra maiúscula S.
Mas antes de finalizar sobre os tipos de potências, você precisa entender o que é fator de potência, confira abaixo..
Fator de potência no triângulo das potências
Como estamos falando da relação entre os tipos de potências sendo representado em um triângulo de potências.
Então precisaremos levar em consideração um fator que as relacionam.
Neste caso, estamos falando do fator de potência (φ), também conhecido como ângulo fi que veremos na imagem abaixo.
Neste caso, o fator de potência é uma relação entre a potência aparente e a potência ativa, que explicaremos em seguida.
E o fator de potência representa a quantidade de energia entregue pela fonte e a quantidade de energia que de fato é transformada em trabalho.
Ou seja, quanto maior o fator de potência de uma carga mais ela se aproxima de uma carga resistiva, consumindo uma quantidade de maior de potência ativa.
Nós já fizemos um artigo completo explicando o que é fator de potência.
Se você tiver interesse, você pode acessar o artigo para saber mais
Agora vamos entender como funciona o triângulo das potências, confira abaixo.
Como funciona o triângulo das potências
Sabemos que em um triângulo retângulo temos dois lados iguais sendo o cateto oposto, cateto adjacente e a hipotenusa.
Nossa representação ficou da seguinte forma, o cateto adjacente é a potência ativa (kW).
O cateto oposto ao ângulo é a potência reativa (kvar) e a hipotenusa é a potência aparente (kVA).
Como usar o triângulo das potências
Na imagem abaixo é possível visualizar um triângulo retângulo para representar a relação entre as potências e o fator de potência, confira.
Onde:
- P é a potência ativa;
- Q é a potência reativa;
- S é a potência aparente;
- φ é o ângulo representado pela letra fi
Conforme a imagem acima, podemos perceber que existe uma relação entre a potência ativa e a potência aparente.
Fator de potência no triângulo das potências
E essas duas potências formam o lado adjacente e hipotenusa do triângulo retângulo.
E essa relação é conhecida como fator de potência que explicamos no início deste artigo.
Neste caso, o fator de potência será determinado pelo cosseno do ângulo entre a potência ativa e a aparente
Depois de conhecer os tipos de potências e a relação entre elas no triângulo de potências.
E depois de entender também como funciona o triângulo das potências.
Agora vamos entender como calcular a potência elétrica, a potência ativa, a potência reativa e a potência aparente conforme o triângulo das potências, confira abaixo.
Como calcular potência elétrica usando o triângulo das potências
Através do triângulo das potências é possível determinar o valor da potência elétrica, a potência ativa, a potência reativa e a potência aparente.
Por isso vamos entender agora como calcular cada uma delas e quais são as fórmulas mais usadas para determinar o valor de cada potência.
Vamos aprender agora como calcular a potência elétrica de acordo com o triângulo das potências, confira.
Como calcular a potência ativa usando o triângulo das potências
Para calcular a potência elétrica usando o triângulo das potências, vamos usar as fórmulas abaixo.
Na imagem acima, é possível visualizar várias 6 fórmulas para determinar a potência elétrica, onde:
- P é a potência ativa em Watts (W);
- S é a potência aparente em Volt Ampere (VA);
- V é a tensão elétrica em volt (V);
- I é a corrente elétrica em ampère (A);
- R é a resistência elétrica em ohm (Ω);
- fp é o fator de potência;
- Cos é a constante de defasagem;
- Cos = fp;
Na primeira fórmula acima, temos que a potência elétrica é igual ao produto da tensão elétrica multiplicado pela corrente elétrica.
E na segunda fórmula é possível calcular a potência elétrica dissipada em um resistor.
Já na terceira fórmula é possível determinar o valor da potência ativa, em função do valor da potência reativa e da potência aparente.
Na quarta fórmula, temos que a potência ativa pode ser encontrada em função do valor da tensão, corrente elétrica e a constante de defasagem.
E na quinta fórmula, temos que a potência ativa será dada em função da potência aparente que é multiplicada pelo valor do fator de potência.
Na sexta fórmula, temos que quando a diferença de potência é constante.
Então, a potência elétrica dissipada em um resistor é inversamente proporcional à sua resistência elétrica.
Agora vamos entender como calcular a potência ativa usando o triângulo das potências e quais são as fórmulas a serem usadas.
Como calcular a potência reativa usando o triângulo das potências
Para calcular a potência reativa usando o triângulo das potências, podemos usar as seguintes fórmulas abaixo.
Na imagem acima, é possível visualizar várias 2 fórmulas para determinar a potência reativa, onde:
- P é a potência ativa em Watts (W);
- Q é a potência reativa em Volt Ampere reativo (VAr);
- S é a potência aparente em Volt Ampere (VA)
- Sen é a constante de defasagem;
Observe nas fórmulas acima que será possível determinar o valor da potência reativa.
Mas desde que seja conhecido o valor de algumas grandezas como a potência aparente, a potência ativa e o ângulo fi.
Na primeira fórmula, temos que a potência reativa é igual ao produto da potência aparente pelo valor do seno da constante de defasagem.
E na segunda fórmula, é possível determinar a potência reativa em função do valor da potência ativa e da potência aparente.
Agora vamos aprender como calcular a potência aparente usando o triângulo das potências.
Como calcular a potência aparente usando o triângulo das potências
Também destacamos algumas diversas maneiras para se calcular de forma direta a potência aparente em um determinado circuito.
Na imagem abaixo é possível visualizar as fórmulas usadas para determinar o valor da potência aparente usando o triângulo das potências, confira.
Na imagem acima, é possível visualizar várias 3 fórmulas para determinar a potência aparente, onde:
- P é a potência ativa em Watts (W);
- S é a potência aparente;
- V é a tensão elétrica;
- I é a corrente elétrica;
- Q é a potência reativa em Volt Ampere reativo (VAr);
- Sen é a constante de defasagem;
- fp é o valor do fator de potência;
Na primeira fórmula, temos que a potência aparente em módulo pode ser calculada através do produto da tensão pela corrente elétrica.
Na segunda fórmula, temos que a potência aparente pode ser calculada através da divisão do valor da potência ativa pelo valor do fator de potência.
E na terceira fórmula, é possível encontrar o valor do fator de potência em funçaõ da potência ativa e reativa.