Por que o Fator de Potência Importa: Chave para Sistemas Elétricos Eficientes

De modo geral, podemos definir o termo fator de potência de três maneiras:

• "O cosseno do ângulo entre corrente e tensão de um circuito CA é chamado de fator de potência"
• "A razão entre a resistência e a impedância total de um circuito CA é chamada de fator de potência"
• "A razão entre a potência ativa e a potência aparente é chamada de fator de potência"

Considerando uma carga indutiva, o fator de potência será atrasado, fazendo com que a corrente atrase em relação à tensão. Em carga capacitiva, o ângulo inverte: a corrente adianta-se em relação à tensão, configurando fator de potência adiantado.O fator de potência desempenha papel importante em circuitos CA dependendo da carga. Como sabemos, menor o fator de potência, maior a corrente de carga e vice-versa. *Fator de potência atrasado traz desvantagens como grande classificação em KVA, pois o KVA é inversamente proporcional ao fator de potência.

• Da mesma forma, no fator de potência atrasado, as linhas de transmissão devem ter condutores de maior seção, pois em baixo fator de potência o condutor conduz grande quantidade de corrente.
• Outro demérito são as grandes perdas em cobre: em baixo fator de potência, o condutor conduz grande corrente, causando mais perdas I²R. Isso resulta em baixa eficiência.
• A grande corrente em baixo fator de potência causa maiores quedas de tensão no alternador e nas linhas de transmissão, podendo reduzir a capacidade de carga do sistema.

Causas do Baixo Fator de Potência

O baixo fator de potência é indesejável do ponto de vista econômico.

1. A maioria dos motores CA (monofásicos e trifásicos) são motores de indução que operam em fator de potência extremamente baixo (0,2 a 0,3).
2. Fornos industriais, lâmpadas de arco, lâmpadas de descarga elétrica, etc., operam em baixo fator de potência.

Melhoria do Fator de Potência

O baixo fator de potência é principalmente devido a cargas indutivas. Para superar isso, deve-se conectar um capacitor em paralelo com as cargas, o que pode estabilizar o fator de potência. A melhoria pode ser alcançada usando os seguintes equipamentos.

• Capacitor estático

O fator de potência pode ser melhorado conectando um capacitor em paralelo com a carga indutiva. Como sabemos, o capacitor consome corrente adiantada, que pode neutralizar o fator de potência atrasado produzido pelas cargas indutivas. Para cargas trifásicas, os capacitores podem ser conectados em estrela ou delta.

• Condensador síncrono

Motores síncronos consomem corrente adiantada quando superexcitados, comportando-se como capacitores. Um motor síncrono superexcitado operando em vazio é chamado de condensador síncrono. Quando conectados em paralelo com a rede, consomem corrente adiantada que neutraliza parcial ou totalmente o baixo fator de potência, melhorando-o.

• Avançadores de fase

O avançador de fase também é um dispositivo de melhoria do fator de potência. Como sabemos, o baixo fator de potência deve-se ao estator do motor de indução, que consome corrente muito alta que atrasa 90° em relação à tensão de alimentação. O avançador de fase é, na prática, uma excitação CA externa para o motor que alivia o enrolamento do estator da corrente de excitação, melhorando o fator de potência.