Calculadora de fator de potência

Calcule o fator de potência monofásico, as potências aparente e reativa e o ângulo de fase a partir de medições elétricas RMS.

Fator de potência em CA
Informe a tensão RMS, a corrente RMS e a potência ativa medida em um circuito monofásico.

Sobre o fator de potência elétrica

O fator de potência descreve a eficácia com que uma carga de corrente alternada converte os volt-amperes fornecidos em potência ativa útil. Ele é a razão entre a potência ativa em watts e a potência aparente em volt-amperes. Nas medições monofásicas usadas aqui, a potência aparente é a tensão RMS multiplicada pela corrente RMS. Dividir a potência ativa medida por esse produto fornece um fator de potência adimensional entre zero e um. Um valor próximo de um indica que a maior parte da corrente fornecida contribui para trabalho real ou calor. Cargas indutivas e capacitivas podem defasar a corrente em relação à tensão. Motores, transformadores, iluminação fluorescente e fontes de alimentação com pouca carga costumam absorver corrente reativa. Essa corrente aumenta a carga sobre condutores e transformadores, embora não forneça energia líquida durante um ciclo completo. A calculadora usa o triângulo de potências para encontrar a potência reativa: a raiz quadrada da potência aparente ao quadrado menos a potência ativa ao quadrado. Também encontra o módulo do ângulo de fase pelo arco cosseno do fator de potência. Considere uma carga de 120 volts que absorve 10 amperes e consome 960 watts. A potência aparente é de 1,200 volt-amperes, portanto o fator de potência é 0.8. A potência reativa é de 720 volt-amperes reativos e o módulo do ângulo de fase é de aproximadamente 36.87 graus. Esses valores descrevem a magnitude da relação de fase, mas não identificam se a corrente está adiantada ou atrasada. Para isso, é preciso saber se a carga é predominantemente capacitiva ou indutiva. Esta implementação se destina a circuitos monofásicos. Em sistemas trifásicos equilibrados, a potência aparente é a raiz quadrada de três multiplicada pela tensão de linha e pela corrente de linha. Aplicar diretamente a fórmula monofásica a medições de linha trifásicas produziria um resultado incorreto. Formas de onda distorcidas também exigem instrumentos de potência ativa real e valor RMS verdadeiro, pois o fator de potência de deslocamento isolado não inclui a distorção harmônica. A correção do fator de potência geralmente adiciona capacitores próximos às cargas indutivas para compensar a demanda reativa. Ela pode reduzir corrente, queda de tensão, perdas e cobranças de demanda da concessionária, mas os equipamentos devem ser dimensionados considerando tensão do sistema, harmônicas, transitórios de chaveamento e ressonância. A sobrecompensação além da unidade não é representada por essa razão simples e geralmente não é desejável. Use medições simultâneas feitas na mesma condição de operação. A potência ativa não pode exceder a aparente nas relações ideais usadas pela calculadora, por isso entradas fora desse intervalo são rejeitadas. Para estudos de faturamento, bancos de capacitores industriais, geradores ou projetos elétricos críticos para a segurança, recorra a profissionais qualificados, analisadores de potência calibrados e às normas aplicáveis à instalação.

Exemplos de fator de potência

Exemplos monofásicos mostram a relação entre as potências ativa, aparente e reativa.

MediçõesResultadoInterpretação
120 V, 10 A, 960 WPF 0.8A potência aparente é 1,200 VA e a potência reativa é 720 var.
230 V, 5 A, 1,150 WPF 1.0A carga ideal tem potência reativa e ângulo de fase iguais a zero.
240 V, 20 A, 3,840 WPF 0.8A potência aparente é 4,800 VA e a potência reativa é 2,880 var.

Como calcular o fator de potência

  1. Meça a tensão RMS e a corrente RMS monofásicas na mesma condição de operação.
  2. Meça a potência ativa em watts com um medidor de potência adequado.
  3. Digite os três valores nos campos correspondentes.
  4. Selecione Calcular fator de potência e confira a razão, o triângulo de potências e o ângulo de fase.

Perguntas frequentes sobre fator de potência

O que é um bom fator de potência?

Um valor próximo de um geralmente indica uso eficiente da corrente fornecida. Concessionárias e instalações podem definir metas específicas, como 0.9 ou 0.95.

O fator de potência pode exceder um?

Não. Pela definição padrão, a potência ativa não pode exceder a aparente. Um resultado acima de um costuma indicar medições incompatíveis ou unidades incorretas.

Fator de potência é o mesmo que eficiência?

Não. O fator de potência compara as potências ativa e aparente. A eficiência compara a potência útil de saída com a potência ativa de entrada, então um dispositivo pode ter valores diferentes para cada uma.

Esta calculadora aceita potência trifásica?

Não. Ela usa a fórmula de potência aparente monofásica. Medições de linha em sistemas trifásicos equilibrados exigem um fator adicional de raiz quadrada de três.

O que a potência reativa representa?

Ela representa a energia trocada com campos elétricos ou magnéticos a cada ciclo. Aumenta a carga de corrente, mas não fornece trabalho líquido durante um ciclo completo.