Você sabe como calcular o fator de potência?
Neste artigo, vamos explicar o que é o fator de potência e como calcular o fator de potência na prática.
Portanto, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo.
Como calcular o fator de potência
O fator de potência é a relação entre a potência ativa e a potência reativa.
E essa relação indica a eficiência com a qual a energia está sendo usada.
Mas essa eficiência é medida na prática pela pela razão entre a potência ativa e a potência aparente.
Tipos de potência e um copo de chopp
Se você ainda tem alguma dúvida sobre os tipos de potência ativa, potência reativa e a potência aparente.
Então observe na imagem abaixo onde é possível visualizar os três tipos de potência e uma comparação com uma caneca de chopp.
Neste caso, é importante destacar que nós já fizemos um artigo completo explicando os tipos de potência e comparando a um copo de chopp.
E se você tiver alguma dúvida ou não viu o artigo que explica sobre os tipos de potência e a relação entre um copo de chopp.
Então você pode acessar o artigo acima para saber mais.
Mas qual seria a fórmula usada para calcular o fator de potência na prática, é o que vamos entender agora.
Fórmula de como calcular o fator de potência
Na prática, o fator de potência (FP) é a razão entre a potência ativa (KW) e a potência aparente (KVA).
E o fator de potência então vai indicar o quanto da potência elétrica consumida está de fato sendo convertida em trabalho útil (kW).
Então confira abaixo a fórmula de como calcular o fator de potência e um exemplo didático na prática.
Fórmula do fator de potência
Na imagem abaixo é possível visualizar a fórmula de como calcular o fator de potência, confira.
Na imagem acima temos que a fórmula de como calcular o fator de potência é igual a:
- FP = P / S
Onde:
- FP é o fator de potência;
- P é a potência ativa KW;
- S é a potência aparente em KVA;
Observação importante de como calcular o fator de potência
Se relembrarmos o exemplo do artigo anterior onde explicamos a relação entre os tipos de potência e o copo de chopp.
Então, podemos concluir que o fator de potência seria a relação entre o líquido da cerveja ( KW ) e a cerveja com a espuma ( KVA ).
Mas é importante destacar que a analogia da caneca de cerveja que nós usamos como exemplo ainda é um pouco simplista.
Na realidade, quando calculamos a potência aparente (KVA), devemos determinar a “ soma vetorial ” da potência ativa (KW) com a potência reativa (KVAR).
E uma maneira de facilitar o processo de cálculo das potências e do fator de potência é transformá-la em um triângulo retângulo.
Mas para ficar mais fácil a interpretação, vamos usar um exemplo didático abaixo, confira.
Como calcular o fator de potência na prática
Para facilitar o entendimento sobre como calcular o fator de potência na prática.
Então vamos usar um exemplo didático, supondo que tenhamos um circuito com uma potência aparente de 100 VA.
E esse circuito está consumindo uma potência ativa de 80 W.
Neste exemplo didático, qual seria o fator de potência deste circuito?
Primeiro exemplo de como calcular o fator de potência na prática
No exemplo abaixo é possível visualizar o exemplo de como calcular o fator de potência na prática, confira.
Onde:
- FP é o fator de potência;
- P é igual a 80W;
- S é igual a 100VA;
Utilizando a fórmula, fizemos a substituição dos valores da potência ativa e potência aparente, confira abaixo.
- FP = P / S
- FP = 80W / 100VA
- FP = 0,8
Então, após a divisão, encontramos o fator de potência no valor de 0,8.
Mas o que isso significa na prática, é o que vamos entender agora.
O que significa o fator de potência de 0,8
É importante destacar que o fator de potência pode variar em uma escala de 0 a 1.
E no exemplo anterior nós encontramos o valor de 0,8 para o fator de potência.
Neste caso, isso significa que de toda a minha potência que está chegando no meu sistema ou nesse circuito.
Então, apenas 80% está sendo convertida de fato em trabalho útil.
Geralmente o fator de potência ideal é aquele que se aproxima em torno de 0, 92.
Mas analisando de maneira geral, então vamos concluir o que seria o baixo fator de potência e um alto fator de potência, confira.
Baixo fator de potência e alto fator de potência
É importante destacar que na prática, para instalações elétricas residenciais, o fator de potência não é muito importante.
Mas principalmente para as indústrias, ele é muito importante.
E isso acontece porque uma série de motivos, sendo que o principal é que um baixo fator de potência pode gerar multas pesadas para a indústria por parte da concessionária de energia.
Analisando de maneira geral, este exemplo é o exemplo da caneca de chopp no início deste artigo, podemos concluir que:
Baixo fator de potência
No geral, com o aumento de potência reativa, haverá menos potência ativa.
E isso irá gerar uma possível redução do fator de potência.
Alto fator de potência
Mas à medida que a potência reativa diminui (KVAR) ou se aproxima de 0, então haverá mais potência ativa.
E isso irá gerar um possível aumento do fator de potência, que será mais próximo de 1.
Vamos entender agora o que é um baixo ou alto fator de potência e um segundo exemplo de como calcular o fator de potência, confira.
Tipos de potência e como calcular o fator de potência
Para entender melhor como calcular o fator de potência na prática, vamos usar este segundo exemplo.
E também entender a importância de um alto fator de potência, confira o exemplo abaixo.
Segundo exemplo de como calcular o fator de potência
Neste exemplo, vamos considerar um circuito de corrente alternada com fator de potência igual a 0,92.
E que este circuito está sendo submetido a uma corrente de 15 A e uma tensão elétrica de 220 V, temos.
Neste caso, vamos calcular abaixo o valor da potência ativa, a potência reativa e a potência aparente, confira abaixo.
Agora vamos calcular a potência ativa desse circuito, confira abaixo.
Como calcular a potência ativa
Para calcular a potência ativa, vamos usar a fórmula abaixo, onde:
- P = V * I * cos ⱷ
- P = 220 * 15 * 0,92
- P = 3036 W
É importante destacar que cos ⱷ é igual ao fator de potência de 0,92 que representa o ângulo de 23 no triângulo de potências que vamos mostrar abaixo.
Agora vamos calcular a potência reativa desse circuito, confira abaixo.
Como calcular a potência reativa
Para calcular a potência reativa, vamos usar a fórmula abaixo, onde:
- Q = V . I . sen ⱷ
- Q = 220 * 15 * 0,39
- Q = 1287 VAr
Agora vamos calcular a potência aparente desse circuito, confira abaixo.
Como calcular a potência aparente
Para calcular a potência aparente, vamos usar a fórmula abaixo, onde:
- S = V * I
- S = 220 * 15
- S = 3300 VA
Depois de calcular a potência ativa, a potência reativa e a potência aparente.
Então confira abaixo como vai ficar o triângulo das potências.
Triângulo das potências elétricas
E na imagem abaixo é possível visualizar o triângulo das potências desse circuito, confira abaixo.
Mas se você ainda tiver alguma dúvida sobre o que é potência ativa, reativa ou potência aparente.
Então você pode conferir esse artigo que explica sobre o triângulo das potências para saber mais.
Confira abaixo a explicação sobre o triângulo das potências acima.
Resumo sobre o triângulo das potências
Na imagem acima é possível visualizar o triângulo das potências com a potência ativa P, a potência reativa Q, a potência aparente S e também o ângulo ⱷ que é dito como o FP.
De maneira resumida, podemos dizer que temos uma potência aparente de 3300 VA de sendo recebida pelo circuito.
Mas neste caso, apenas 3036 W são convertidos de fato em energia útil, sendo os 92% de S ou potência aparente.
E com 1287 VAr de energia reativa que não gera trabalho útil, mas que está fluindo simplesmente de um ponto ao outro do circuito.
Por isso é importante entender como calcular e corrigir ofator de potência, confira abaixo.
Como calcular o fator de potência e corrigir
Neste exemplo acima, podemos concluir que assim como não é interessante ter no copo um excesso de espuma ocupando espaço.
Ou seja fazendo uma comparação ao copo de chopp cheio de espuma do início deste artigo.
Então, não é interessante em uma instalação elétrica o consumo em excesso de energia reativa.
E para solucionar este tipo de problema, então será necessário corrigir o fator de potência, confira abaixo.
Corrigir o fator de potência
Neste caso, é importante destacar que nós já fizemos um artigo completo explicando tudo sobre o fator de potência.
E neste artigo nós também explicamos sobre a relação entre os tipos de potência.
Além disso, também explicamos como calcular e corrigir o fator de potência elétrica.
Então se você tiver interesse em aprofundar neste assunto, então acesse o artigo acima para saber mais.