Em circuitos CA, o fator de potência é a relação entre a potência real que é usada para fazer o trabalho e a potência aparente que é fornecida ao circuito.
O fator de potência pode obter valores na faixa de 0 a 1.
Quando toda a potência é reativa sem potência real (geralmente carga indutiva) - o fator de potência é 0.
Quando toda a potência é potência real sem potência reativa (carga resistiva) - o fator de potência é 1.
O fator de potência é igual à potência real ou verdadeira P em watts (W) dividida pela potência aparente | S | em volt-ampere (VA):
PF = P (W) / | S (VA) |
PF - fator de potência.
P - potência real em watts (W).
| S | - potência aparente - a magnitude da potência complexa em volt⋅amps (VA).
Para a corrente sinusuidal, o fator de potência PF é igual ao valor absoluto do cosseno do ângulo de fase de potência aparente φ (que também é o ângulo de fase de impedância):
PF = | cos φ |
PF é o fator de potência.
φ é o ângulo de fase de potência apropriado.
A potência real P em watts (W) é igual à potência aparente | S | em volt-ampere (VA) vezes o fator de potência PF:
P (W) = | S (VA) | × PF = | S (VA) | × | cos φ |
Quando o circuito tem uma carga de impedância resistiva, a potência real P é igual à potência aparente | S | e o fator de potência PF é igual a 1:
PF (carga resistiva) = P / | S | = 1
A potência reativa Q em volt-amperes reativa (VAR) é igual à potência aparente | S | em volt-ampere (VA) vezes o seno do ângulo de fase φ :
Q (VAR) = | S (VA) | × | sin φ |
Cálculo do circuito monofásico a partir da leitura do medidor de energia real P em quilowatts (kW), tensão V em volts (V) e corrente I em amperes (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( V (V) × I (A) )
Cálculo do circuito trifásico a partir da leitura do medidor de energia real P em quilowatts (kW), tensão de linha a linha V L-L em volts (V) e corrente I em amperes (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / ( √ 3 × V L-L (V) × I (A) )
Cálculo do circuito trifásico a partir da leitura do medidor de energia real P em quilowatts (kW), neutro linha a linha V L-N em volts (V) e corrente I em amperes (A):
PF = | cos φ | = 1000 × P (kW) / (3 × V L-N (V) × I (A) )
A correção do fator de potência é um ajuste do circuito elétrico para alterar o fator de potência próximo a 1.
O fator de potência próximo a 1 reduzirá a potência reativa no circuito e a maior parte da potência no circuito será potência real. Isso também reduzirá as perdas nas linhas de energia.
A correção do fator de potência geralmente é feita adicionando capacitores ao circuito de carga, quando o circuito possui componentes indutivos, como um motor elétrico.
O poder aparente | S | em volt-amperes (VA) é igual à tensão V em volts (V) vezes a corrente I em amperes (A):
| S (VA) | = V (V) × I (A)
A potência reativa Q em volt-amperes reativa (VAR) é igual à raiz quadrada do quadrado da potência aparente | S | em volt-ampere (VA) menos o quadrado da potência real P em watts (W) (teorema de Pitágoras):
Q (VAR) = √ ( | S (VA) | 2 - P (W) 2 )
Q c (kVAR) = Q (kVAR) - Q corrigido (kVAR)
A potência reativa Q em volt-amperes reativa (VAR) é igual ao quadrado da voltagem V em volts (V) dividido pela reatância Xc:
Q c (VAR) = V (V) 2 / X c = V (V) 2 / (1 / (2π f (Hz) × C (F) )) = 2π f (Hz) × C (F) × V (V) 2
Portanto, o capacitor de correção do fator de potência em Farad (F) que deve ser adicionado ao circuito em paralelo é igual à potência reativa Q em volt-amperes reativa (VAR) dividida por 2π vezes a frequência f em Hertz (Hz) vezes o quadrado tensão V em volts (V):
C (F) = Q c (VAR) / (2π f (Hz) · V (V) 2 )
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