O que é o fator de potência?

Passo 1

O enunciado pede para definirmos o fator de potência em sistemas de corrente alternada. O conteúdo envolve as três potências em AC—ativa, reativa e aparente—e a relação trigonométrica entre tensão e corrente para caracterizar eficiência de uso da energia.

Passo 2

Em circuitos AC temos:
– potência ativa \displaystyle P, que é a parte efetivamente convertida em trabalho ou calor;
– potência reativa \displaystyle Q, associada ao fluxo de energia que circula entre fonte e reativos (indutores e capacitores);
– potência aparente \displaystyle S, que é a combinação geométrica de P e Q.
Matematicamente,
S = \sqrt{P^2 + Q^2}\,.

Passo 3

O fator de potência é definido como a razão entre potência ativa e potência aparente. Em forma de fórmula,
\text{fator de potência} = \frac{P}{S}\,.ê
Isso quantifica a fração da potência aparente que realiza trabalho útil.

Passo 4

Quando a tensão e a corrente apresentam defasagem de ângulo \varphi, vale também
\frac{P}{S} = \cos\varphi\,,
ou seja, o fator de potência é simplesmente o cosseno desse ângulo de defasagem.

Passo 5

Interpretação e importância:
– O fator de potência varia entre -1 e +1, mas em geral consideramos 0\le\cos\varphi\le1.
– Um fator de potência próximo de 1 indica uso eficiente da energia, reduzindo perdas na rede e evitando cobranças adicionais pelas concessionárias.
– Se a corrente atrasa \varphi>0 dizemos que o fator é defasado (indutivo); se adianta \varphi<0, é adiantado (capacitivo).
– Em instalações industriais costuma‐se usar bancos de capacitor ou filtros para corrigir o fator de potência e aproximá-lo de 1.

Resposta

O fator de potência é a razão \displaystyle\frac{P}{S}, que equivale a \cos\varphi, indicando quanta da potência aparente é convertida em potência ativa útil.

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