Cálculo do Fator de Potência
Introdução
O cálculo do fator de potência em circuitos de corrente alternada (CA) baseia-se na relação entre dois tipos de potência:
real e aparente. A potência real (P), medida em watts (W), é a energia efetivamente utilizada para realizar trabalho em um circuito,
enquanto a potência aparente (U), medida em volt-ampères (VA), é a soma vetorial da potência real e da potência reativa (Q), esta última associada às
reatâncias indutivas e capacitivas do circuito.
Componentes
A potência real é representada no eixo horizontal de um diagrama vetorial, sendo calculada por
P = I²R, onde I é a corrente e R, a resistência.
A potência reativa aparece no eixo vertical, relacionada à reatância total do circuito. A potência aparente é o vetor resultante dessas componentes e pode ser determinada pela fórmula:
U = √(P² + Q²)
Fator de Potência
O fator de potência (FP) é a razão entre a potência real e a potência aparente (FP = P / U), sendo adimensional.
Ele também pode ser expresso como o cosseno do ângulo de defasagem (φ) entre a tensão e a corrente:
FP = cos(φ). Um FP de 1,0 indica um circuito puramente resistivo, enquanto um FP de 0,0 caracteriza um circuito puramente reativo.
Efeitos no Desempenho e Especificações em Aeronaves
Em sistemas de aeronaves, o fator de potência é um parâmetro crítico porque influencia a eficiência do circuito. Quanto maior a reatância (indutiva ou capacitiva), menor o FP, resultando em ineficiências. Por isso, alternadores em aeronaves têm especificações rigorosas, como limites de potência aparente (e.g., 200 kVA) e faixas de FP admissíveis (e.g., 0,90 a 1,0). Exceder essas especificações pode causar danos ao equipamento.
Exemplo de Cálculo
Se um circuito consome 130 W de potência real e 140 VA de potência aparente:
FP = P / U = 130 / 140 = 0,93
Esse valor representa um circuito altamente eficiente. Alternadores de aeronaves devem operar dentro de faixas específicas para evitar sobrecargas ou falhas.
