Dúvida do leitor: Correção do fator de potência

Nosso querido leitor Marcos Cruz me deixou uma dúvida bastante pertinente a respeito da correção do fator de potência. Desde já quero agradecer a ele por participar do Engenheirando deixando seus comentários e dúvidas… Valeu Marcos!!!😉

Esse tema sempre gera muitas dúvidas na cabeça das pessoas. Então, para começar, vamos tentar entender o que diacho é fator de potência.

Se formos pensar nos componentes passivos que fazem parte dos nossos circuitos elétricos e eletrônicos, vamos nos deparar com três tipos distintos: os resistores, os capacitores e os indutores. Dois desses três acabam se comportando como “armazenadores de energia”: os capacitores retêm carga elétrica enquanto os indutores retêm campo magnético. Já os resistores não armazenam nenhum tipo de energia.

A parte interessante no assunto é que para que os capacitores e os indutores armazenem essa energia, eles consomem um tipo de potência chamada Potência Reativa, que é representada pela letra Q e sua unidade é o VAr (volt ampére reativo). O problema é que esse tipo de potência não gera trabalho, ou seja, ela simplesmente carrega o capacitor e energiza o indutor, mas esse “carregamento” e “energização”, para nós, não podem ser empregados em absolutamente nada. Eu costumo dizer que nada é 100% perfeito (apenas Deus) e como diz meu amado e admirado Profº Bassani, “ninguém dá sanduiche de graça para ninguém”. Se você quer utilizar as propriedades dos capacitores e indutores você terá que pagar por elas, e o preço é a Potência Reativa.

Mas nem tudo está perdido! Existe uma potência boazinha e menos mercenária… rsrsrs… A potência que realmente gera trabalho (acende a lâmpada, gira o motor, aquece o calefator, …) é chamada de Potência Ativa que é representada pela letra P e tem como unidade o W (watt). É por isso que nossa “conta de luz” é dada em KWh (quilowatts hora ou mil watts hora). A concessionária cobra aquilo que realmente utilizamos.

A partir daí, podemos relacionar essas duas potências representando-as como dois vetores perpendiculares entre si. Esses vetores formam o famoso “Triângulo das Potências” que pode ser visto abaixo.

Mas espera ai!!! O que é essa tal de Potência Aparente que apareceu no triângulo? Pois é… ela nada mais é do que o vetor resultante entre as Potências Reativa e Ativa. Ela é a potência que a concessionária fornece. É representada pela letra S e sua unidade é o VA (volt ampére).

Outra personagem nova que acabou de entrar em cena: o φ. Ele é o ângulo de inclinação da resultante. E é esse ângulo que acaba saindo como o vilão do fator de potência. Vamos entender por que… Este ângulo representa a relação entre Q e P. Quanto menor for a Q menor será φ e mais parecido com P a S será (É isso o que queremos). Então, o fator de potência é apenas o número que representa “quão pequeno é Q em relação a P”. Esse número é obtido a partir do cosseno do ângulo φ e, portanto, pode variar entre 0 (zero) e 1 (um).

Bom, para ficar mais fácil de entendermos esse troço todo, vamos imaginar uma empresa que possui muitos motores (alta carga indutiva). Para alimentarmos esses motores vamos precisar de Potência Reativa para energizar os seus indutores e Potência Ativa para fazê-los girar. Então a concessionária de energia nos “fornece as duas potências”. Mas vocês concordam comigo que não é vantagem nenhuma para as usinas geradoras de energia elétrica ficarem produzindo Reativa já que ela não é realmente utilizada? Aí é que entram os capacitores.

Como a maior parte das coisas nessa vida tem o seu antônimo, os capacitores e os indutores não ficariam de fora. Um é o antônimo do outro, assim como a derivada é o da integral e a raiz quadrada é o do elevado ao quadrado e o Ln é o do exponencial e o escuro é o do claro e… (Nossa! Agora eu me empolguei… :D).

Assim, se num circuito indutivo você adiciona alguns capacitores, ambos se “anularão” mutuamente fazendo com que a Potência Reativa consumida seja minimizada. Numa explicação mais correta, eu diria o seguinte: o módulo da Potência Reativa consumida pelo indutor é negativo e a do capacitor é positivo, então a somatória deles dois acaba reduzindo o valor da Reativa resultante. (A dedução desses negativos e positivos ficará para outro post… ;)).

Agora, olha que legal! Se eu reduzo Q, S fica bem parecido com P, φ diminui e o fator de potência fica bem próximo de 1. Em outras palavras, a concessionária passa a enviar “apenas” a potência que realmente utilizamos para gerar trabalho. Atualmente o menor fator de potência admitido pelas concessionárias é de 0,92.

Bom, agora que a gente sabe todo esse lance do fator de potência, é que vem a pergunta do Marcos. Ele perguntou a respeito de colocarmos os capacitores em paralelo com o circuito. Vamos pensar no seguinte: se colocarmos os capacitores em série com o circuito, eles formarão um divisor de tensão e isso não é interessante. A minha carga precisa da tensão nominal dela para trabalhar apropriadamente. Assim, todo o cálculo do banco de capacitores que serão instalados na fábrica deve ser feito considerando que essa nova impedância (os capacitores) será instalada em paralelo com o circuito.

Bom pessoal, é isso. Espero que não tenha ficado muito confuso de entender esse assunto.

Para as próximas semanas estarei providenciando um post explicando como fazer o cálculo da capacitância necessária para corrigir determinado fator de potência.

Abraços e até o próximo tutorial.

    • João Henrique Alberto
    • 27 dezembro, 2009

    Valeu; é sem dúvida nota 10 nesta explanação.

    Gostaria de saber se existe um software para a correção do F Potência.
    Inserí a formula apresentada no excel, e ficou legal.
    Estou esperando o cálculo da capacitância.
    Abraços

      • camilasoares
      • 2 janeiro, 2010

      Oi João Henrique.
      Que bom que vc gostou!!!
      Vou tentar providenciar para esta semana o cálculo da capacitância. Dai eu te aviso.
      Um abração e um feliz 2010 pra vc.

        • Cristiano de Moura Borges
        • 25 outubro, 2010

        Olá, gostaria de saber como calcular o valor da capacitância para correção de FP. Obrigado.

  1. parabéns pelo site.

    mto boa a sua iniciativa e pró-atividade.

    SUCESSO!

    • odair rodrigues
    • 29 março, 2011

    gostaria de saber como fazer calculo de banco de capacitores e tambem dos resitores

    • Jorge Luiz Dudenas
    • 17 abril, 2011

    Olá Camila, gostaria que voce me auxiliasse; tenho uma instalação
    os seguintes dados; potencia ativa 800Kw, consumo diario de …..
    6240KhW e demanda maxima de 520Kw, fator unitario. Gostaria de saber como calcular o fator de carga desta instalação. Desde já
    agradeço atenção.

    • emerson carlos
    • 6 setembro, 2011

    UUUUUUHHHHHHH!!!!!!!!!
    EXCELENTE!!!!!!
    NOTA 10……….

    • emerson carlos
    • 6 setembro, 2011

    quais livros vc recomenda para mim que sou tecnico em automação e cursando engenharia elétrica………..
    gosto de me antecipar e estudar antes ..
    muito obrigado!!!!!!1

  2. Interessante, me ajudouu vlw

    • Bruna Bertollo
    • 21 março, 2012

    Nossa! realmente bons os textos, comecei um curso de técnico em eletromecânica, e gostei muito da maneira descontraida que vc explica…

    • Felipe
    • 21 abril, 2012

    parabéns gostei d mais dessa explicação,muito bom mesmo.
    obrigado!!!

  3. Permita uma correção , a potencia que faz girar motores (aparelhos indutivos) é a potencia reativa KVAR esta potencia que é indesejada nos circuitos, visto que não apresenta trabalho útil .

    A potencia reativa que cria o campo magnético nessas maquinas !!!
    A potencia ativa apenas representa a energia convertida em trabalho

    • Esmeraldino
    • 22 julho, 2012

    Muito boa explicação, linguagem simples e objetiva sem parafraseados desnecessários. Parabéns!!

  4. Ôla camila gostei da sua publicação sobre fator de potência.

    Só gostaria de comentar que a potência reativa é causada pela defasagem que exite tanto no circuito indutivo como no capacitivo.
    Se analizarmos o grafivo tensão e corrente em ralação ao tempo veremos que em alguns momentos o produto V.I torna-se negativo. Como sabemos que não exite potência negativa concluimos que a mesma n realiza trabalho.
    A ultilização dos capacitores nos circuitos indutivos é simplesmente para adiantar a corrente em relação à tenção e consequentemente diminiir a defasagem, ou seja, diminir o cos do ângulo entre os vetores P e Q. Diminuindo o ângulo aproximamos o cos do mesmo ao o valor proximo de 1, que significa máximo rendimento elétrico.

    Acabei de montar um blog e gostaria da sua participação com comentários.
    coyoteautomacao.blogspot.com.br

    Da uma passada lá
    Abraçoo

    Edson Xavier
    Téc. Eletrotécnica
    Est. Eng. Automação e Controle

  1. No trackbacks yet.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s

%d blogueiros gostam disto: