Potência e fator de potência

Este é mais um post de conceitos básicos destinado a estudantes e iniciantes na área. Também falará do fator de potência, um parâmetro importante em sistemas CA.

Potência elétrica

i é a corrente produzida por uma fonte de tensão, a quantidade de carga elétrica dQ que se move entre os terminais é i dt pois:

i=\frac{\left | Q \right |}{\Delta t}

d é o símbolo da derivada que representa a taxa de variação instântanea, \Delta t é o intervalo de tempo. Portanto:

i=\frac{d Q}{d t}

dU=V\cdot dQ=V\cdot idt

P=\frac{dU}{dt}

P=V\cdot i

Potência dissipada devido a resistência:

P=i^2R=\frac{V^2}{R}

Calcular consumo de energia elétrica

O consumo E é medido em kilowatts-hora e a fórmula para o cálculo é:

E=P\cdot \Delta t

E o custo:

Custo=valor unitário\cdot E

Não estou considerando tarifas adicionais.

Potência em corrente alternada

Em corrente alternada existem três tipos de potência: aparente, ativa e reativa. A potência ativa é a potência realmente usada pela carga, a reativa “retorna” para a fonte, fazendo uma analogia a potência ativa é o líquido e a reativa é a espuma do refrigerante. A potência aparente S é:

S=\sqrt{P^2+Q^2}

P é a potência ativa e Q é a reativa.

Uma carga 100% resistiva tem potência reativa igual a zero. A potência reativa pode ser tanto capacitiva quanto indutiva. O triângulo da direita é para cargas indutivas e o da esquerda é para cargas capacitivas.

O fator de potência F_{p} é:

F_{p}=cos(\theta)=\frac{P}{S}

As normas da energia elétrica exigem que os produtos e equipamentos tenham fator de potência de no mínimo 0,98, em alguns países é 0,92. Para corrigir o fator de potência de máquinas de carga indutiva, que usam motores, é empregado um banco de capacitores em paralelo com a carga indutiva para que tenha o mínimo do fator de potência. Após a correção, o ângulo do triângulo de potência fica menor.