Calculadora de Correção de Fator de Potência: Encontre Capacitor em µF e kVAR Rapidamente

Como Calcular Capacitor em kVAR e µF para Correção do Fator de Potência? Calculadora e Exemplo

Calculadora de Fator de Potência

A calculadora a seguir determina o fator de potência atual, potência aparente "S" em kVA, potência reativa atual "Q" em kVAR e o valor do capacitor necessário para correção do fator de potência em microfarad "µF" e kVAR.

Para calcular a capacitância do banco de capacitores em µF e kVAR, fator de potência existente, potência reativa atual em kVAR e potência aparente em kVA, insira: potência real/ativa em kW, corrente em amperes, tensão em volts, frequência em Hz (50 ou 60Hz), selecione sistema de tensão (monofásico ou trifásico) e o fator de potência alvo (valor desejado/corrigido). Clique em "Calcular" para obter capacitância em µF, S em kVA e Q em kVAR.

• Calculadora Relacionada: Banco de Capacitores em kVAR e µF para Correção de Fator de Potência

Bom Saber:

• Tanto kVAR quanto µF são termos usados em bancos de capacitores e correção/melhoria do fator de potência para eliminar componentes reativos do lado da carga, com múltiplas vantagens.
• Esta calculadora serve para fins educacionais e não diferencia fator de potência atrasado ou adiantado.
• Assumimos carga indutiva, pois fator de potência é crucial em circuitos indutivos. Circuitos capacitivos fornecem fator de potência adiantado e valor unitário "1" em circuitos puramente resistivos.
• O capacitor de correção deve ser conectado em paralelo com cada fase da carga.

Fórmulas de Cálculo do Fator de Potência

Cálculo Monofásico

• Cosθ = P / S
• Cosθ = P / (V x I)
• Cosθ = kW / kVA
• Cosθ = Potência Real / Potência Aparente
• Cosθ = R/Z

Onde: Cosθ = Fator de potência; P = Potência real em kW; S = Potência aparente em kVA; V = Tensão em Volts; I = Corrente em Amperes; R = Resistência em Ohms; Z = Impedância (Resistência em circuitos CA: X_L, X_C e R – reatância indutiva, capacitiva e resistência) em Ohms.

Cálculo Trifásico

Com Tensão Linha-Linha (V_L-L)

Cosθ = kW / √3 x V_L-L x I

Com Tensão Linha-Neutro (V_L-N)

Cosθ = kW / 3 x V_L-N x I

Cálculo do Capacitor em Microfarad e kVAR para Fator de Potência

Fórmulas para calcular capacitância do capacitor em farad e microfarad para correção do fator de potência:

• C = 159.155 x 10⁶ x Q em kVAR ÷ f x V² … em microfarad
• C = 159.155 x Q em kVAR ÷ f x V² … em Farad

Ou:

• C = kVAR x 10⁹ ÷ (2π x f x V²) … em microfarad
• C = kVAR x 10³ ÷ (2π x f x V²) … em Farad

Além disso, o banco de capacitores necessário em kVAR:

• Capacitor Necessário kVAR = P em kW (Tan θ₁ – Tan θ₂)
• kVAR = C x f x V² ÷ (159.155 x 10⁶) … em kVAR
• kVAR = C x 2π x f x V² x 10⁻⁹ … em kVAR

Onde: C = Capacitor em microfarad; kVAR = Potência Reativa; f = Frequência em Hertz; V = Tensão em volts.

Bom Saber: Fórmulas de Impedância "Z", potência ativa "P", potência reativa "Q" e potência aparente "S" são úteis no cálculo do fator de potência desejado e banco de capacitores.

Impedância "Z":

• Z = √(R² + (X_L + X_C)²) … Z, R, X_L, X_C em Ohms
• X_L = 2πfL … L indutância em Henry
• X_C = 1 / 2πfC … C capacitância em Farads

Potência Ativa "P":

Potência Real = √(Potência Aparente² – Potência Reativa²) ou

• P = V x I x Cosθ (Monofásico CA)
• P = √(S² – Q²)
• P = √(VA² – VAR²)
• P = √3 x V_L-L x I x Cosθ (Trifásico Linha-Linha)
• P = 3 x V_L-N x I x Cosθ (Trifásico Linha-Neutro)
• kW = √(kVA² – kVAR²)

Potência Reativa "Q":

Potência Reativa = √(Potência Aparente² – Potência Real²)

• Q = V I Senθ
• VAR = √(VA² – P²)
• kVAR = √(kVA² – kW²)

Potência Aparente "S":

Potência Aparente = √(Potência Real² + Potência Reativa²)

• S = V I
• S = √(P² + Q²)
• kVA = √(kW² + kVAR²)

Como Calcular Fator de Potência e Capacitor em µF e kVAR

Exemplo prático: motor monofásico 240V, 60Hz, consome 25A com FP 0.60. Melhorar para 0.92 conectando capacitor em paralelo. Calcule capacitância necessária em µF e kVAR.

Solução:

Passo 1: Calcular Potência Ativa da Carga:

P = V x I x Cosθ₁ = 240V x 25A x 0.6 = 3.6 kW

kVA atual = V x I = 240V x 25A = 6 kVA

kVAR atual = √(kVA² – kW²) = √(6² – 3.6²) = 4.8 kVAR

Passo 2: Calcular kVAR Necessário para Correção:

FP Atual = Cosθ₁ = 0.60 → θ₁ = 53.13°; Tan θ₁ = 1.333

FP Desejado = Cosθ₂ = 0.92 → θ₂ = 23.07°; Tan θ₂ = 0.426

Capacitor kVAR necessário = P (kW) x (Tan θ₁ – Tan θ₂) = 3.6 x (1.333 – 0.426) = 3.2652 kVAR

Passo 3: Converter kVAR para Microfarad:

C = kVAR x 10⁹ ÷ (2π x f x V²) = 3.2652 x 10⁹ ÷ (2π x 60 x 240²) = 150.4 µF

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