Potência em CA

Em circuitos de corrente alternada (CA), a potência elétrica apresenta peculiaridades quando comparada a circuitos de corrente contínua (CC). A potência elétrica em CC é simplesmente o produto da tensão (V) pela corrente (I), expressa como P = V × I. No entanto, em CA, a interação entre resistência, capacitância e indutância torna a análise mais complexa, influenciada pelo fator de potência.

Tipos de Potência

• Potência Aparente (S): Representa o produto da tensão efetiva pela corrente efetiva, calculada como:

  S = V × I

  Sua unidade é o volt-ampère (VA).
• Potência Real (P): É a porção da potência que realiza trabalho útil, medida em watts (W). Sua determinação requer um wattímetro.
• Potência Reativa (Q): Associada a componentes reativos (capacitores e indutores), mede a energia armazenada e devolvida ao circuito, expressa em volt-ampères reativos (VAR).

Fator de Potência (FP)

Indica a eficiência do uso da potência aparente para produzir potência real, dado por:

FP = P / S = Potência Real / Potência Aparente

O FP varia entre 0 e 1, sendo 1 quando corrente e tensão estão em fase, ou seja, o circuito é puramente resistivo.

Exemplo Prático

Um motor de CA opera com:

• Tensão (V): 220 V
• Corrente (I): 50 A
• Potência medida (P): 9.350 W

Cálculo da Potência Aparente (S):

S = V × I = 220 × 50 = 11.000 VA

Cálculo do Fator de Potência (FP):

FP = (P / S) × 100 = (9.350 / 11.000) × 100 = 85%

Fase e Impedância

Nos circuitos com capacitância ou indutância, a defasagem entre tensão e corrente reduz a potência real em relação à potência aparente. Essa defasagem é gerida pela impedância (Z), que combina resistência (R), reatância capacitiva (X_C), e indutiva (X_L).

Conclusão

O conceito de potência em CA é central para o entendimento da eficiência energética e operação de dispositivos elétricos. A análise detalhada de componentes e o cálculo do fator de potência são essenciais para otimizar sistemas elétricos e garantir sua operação eficiente.