Elétrica

Como calcular o fator de potência na prática

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 29/05/2022
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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. Nele você vai aprender mais sobre:

Gostou do que vem por aí? Então não deixe de compartilhar este artigo com seus amigos nas redes sociais, para que eles possam descobrir como calcular o fator de potência.

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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.

tipos de potências e como calcular o fator de potência

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.

Fórmula de como calcular o fator de potência

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.

Como calcular o fator de potência

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.