O Fator de Potência é um elemento de extrema importância para uma boa rede elétrica. É muito comum um profissional da eletricidade que tem experiência de sobra em corrigir fator de potência mas não sabe o que realmente significa este termo. Por isso resolvi montar este artigo tentando explica o que é o fator de potência de forma bem ilustrada e didática.
A rede elétrica no Brasil é alimentada com tensão alternada (AC) de 127 volts RMS por fase e em 60 Hz. Alguns locais não são 127 volts, mas continuam sendo 60 Hz. O que quer dizer isso?
Tensão da Rede
A tensão da nossa rede varia de 179,6 V a -179,6 V a cada 0,008 segundos, o que nos dá um ciclo (sair de zero, ir a 179,6 V, voltar a zero volts, ir a -179,6 V e novamente ir para zero volts) e para executar um ciclo desse se leva 0,016 segundos. Em 1 segundo ocorrem 60 ciclos desse, por isso 60 Hz. Mas a nossa rede não é 127 V? Por que 179,6 V? Os 127 V são RMS. Seria o equivalente ao dizer que uma tensão alternada, na forma de senóide, que varia entre 179,6 V e -179,6 V causa o mesmo efeito, por exemplo em uma lapada, do que uma tensão contínua (como em uma bateria) em 127 V. Outra forma, mais genérica, do que falar que um ciclo tem 0,016 segundo (apenas em 60 Hz) é dizer que ele tem 360º que é valido essa afirmação para qualquer freqüência. Então vamos ao fator de potência.
O Fator de Potência é um parâmetro de medição da defasagem entre a tensão e a corrente que circulam por uma rede. Ele é o cosseno do ângulo dessa defasagem. Se a defasagem for de um oitavo de ciclo, 45º, o fator de potência é de cosseno de 45º que é 0,71. A maior defasagem que se pode ter, tanto a corrente estando à frente da tensão quanto estando atrás, é de 90º, sendo assim o fator de potência sempre estará entre zero e 1.
Existem basicamente 3 tipos de cargas que podem ser ligadas em uma rede elétrica: cargas resistivas (ex.: ferros de passar roupa, lâmpadas incandescentes, chuveiros), cargas indutivas (ex.: motores, transformadores) e cargas capacitivas (ex.: banco de capacitores, lâmpadas fluorescentes, computadores).
Quando se liga em uma rede uma carga resistiva, a corrente que se circula por essa carga também é alternada e acompanha exatamente a tensão aplicada. Quando se é pico na tensão é pico na corrente e quando é vale na tensão é vale na corrente. Quando isso ocorre diz-se que a tensão e a corrente estão em fase, ou seja, sincronizadas. Logo a defasagem é de zero graus e cosseno de zero é 1. Fator de Potência é 1. Toda carga puramente resistiva possui Fator de Potência 1.
Puramete Resistivo
Já uma carga indutiva, ela provoca um atraso da corrente. Ela faz com que, ao ser ligada, a corrente comece a circular apenas quando se completa ¼ de ciclo, 90º, da tensão. Isso ocorre devido a campos magnéticos criados pelos enrolamentos de fios (bobinas) existentes nas cargas indutivas. Nesse caso o cosseno de 90º é zero. Fator de potência é zero. Toda carga puramente indutiva possui Fator de Potência zero.
Puramente Indutivo
Em contrapartida, uma carga capacitiva provoca um atraso na tensão. Ela faz com que, ao ser ligada, a tensão só começa a aparecer apenas quando se completa ¼ de ciclo, 90º, da corrente. Isso ocorre devido a campos elétricos criados pelos capacitores existentes nessas cargas. Nesse caso o cosseno de 90º é zero. Fator de potência é zero. Toda carga puramente capacitiva possui Fator de Potência zero.
Puramente Capacitivo
Porém isso só acontece quando a carga é puramente resistiva ou puramente indutiva ou puramente capacitiva. Mas o mais comum é a mistura dessas cargas. Uma carga pode ter características resistivas e indutivas ao mesmo tempo, assim como resistivas e capacitivas, mas nunca indutivas e capacitivas, isso é impossível. Nesse caso, dependendo do grau dessas misturas, o ângulo da defasagem varia, podendo atingir qualquer valor entre zero graus e 90º.
Indutivo
No caso acima, temos uma dessas mistura: metade indutivo e metade resistivo, provocando um atraso na corrente de 1/8 de ciclo, 45º. Logo o Fator de Potência é cosseno de 45º que é 0,71.
Mas por que um fator de potência baixo é ruim? A potência de um circuito elétrico é dada por P = i x U, onde P é a potência, i é a corrente que circula e U é a tensão aplicada. É só multiplicar a corrente pela tensão que se tem a potência. Em uma carga resistiva isso é verdade, pois a tensão anda junto com a corrente. Em uma carga indutiva já não é assim. Quando a tensão está em zero volts, a corrente está no seu máximo e quando a tensão está em seu máximo, a corrente é zero ampéres. O mesmo acontece para a carga capacitiva. Sendo assim a potência de uma carga puramente capacitiva ou puramente indutiva é sempre zero. Com isso se tem corrente passando na rede e nenhuma potência sendo fornecida. É por essa razão que as concessionárias de energia exigem um fator de potência de no mínimo 0,92, caso contrário elas teriam que ter uma rede elétrica de capacidade muito grande, que suportaria correntes enormes, mas forneceriam pouca potência. Aumentando o Fator de Potência, pode-se até usar cabo mais finos, já que a corrente diminuiria,e assim economizando muito dinheiro em cabos e transformadores. Essa potência é chamada potência ativa. É essa potência que realiza trabalho nas indústrias. Então, para se calcular essa potência ativa se introduziu mais um termo na fórmula da potência: o fator de potência.
P = i x U x f.p. –> Potência ativa (unidade Watts)
Para corrigir esse fator de potência baixo, basta instalar os dois tipos de carga ao mesmo tempo. Se você tem muita carga indutiva, instala-se carga capacitiva, se tem carga capacitiva , instala carga indutiva. Como um atrasa e o outro adianta, a soma dos dois é uma carga neutra, que nem atrasa nem adianta, ou seja, uma carga puramente resistiva. É como se fosse um cabo de guerra: uma pessoa de cada lado puxando o cabo.
Cabo de guerra
Se as duas pessoas tiverem a mesma força, a corda fica no meio (carga resistiva). Se a indutiva for mais forte que a capacitiva, o fator de potência diminui, então se instala bancos de capacitores a fim de se igualar as duas. Nessa analogia, é como se chamasse mais uma pessoa para ajudar a puxar a corda do lado mais fraco para equilibrar com o lado mais forte.
Com isso espero ter ajudado a se entender esse conceito tão importante para o sistema elétrico em geral.
Autor: Jamil Baltazar – Engenheiro Eletricista pela UFV-MG.
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Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Viçosa, formado em 2008. 
Otima a explicaçao sobre o que e o fator de potencia pois estou cursando engenharia eletrica e nosso professor ja explicou sobre potencias em regime ac mas ele explica tao resumido que so consegui entender o que realmente significa depois de ter lido suas definiçoes valeu muito ter lido suas explicaçoes.
Ótima explicação. Valeu.
Sou técnico em eletrotécnica e gostei muito das suas explicações, parabéns.
Ótima explicação, mas acho que faltou uma legenda nos gráficos indicando qual gráfico é a tensão e qual é a corrente. E no último gráfico com atraso de 45 a legenda está indicando atraso de 90.
cara muito boa sua explicão vc conseguiu explicar em poucas linhas o que muitos nao consegue em dias.
Olá Alexandre, realmente o atraso indicado era de 45º e estava falando 90°. Fiz a correção para os 45º e acrescentei as legendas que estavam faltando. Obrigado pela contribuição para melhorarmos cada vez mais a qualidade do conteúdo do Eletrica.info. Abraços!
Oi Jamil,
Realmente o seu material está bastante interessante. Fiquei surpreso em saber que você é engenheiro eletrico, sempre pensei que você era das ciencias humanas.
Meus parabéns pelo material.
Abraço,
Olá.
Muito bom seu material, estou cursando eletrotecnica e precisava fazer um trabalho sobre fator de potência, este conteúdo me ajudou muito.
Parabens.
abraços
Thanks, a se todo prof explicasse assim. Grato.
Muito boa sua explicação. Estou estudando para um concurso, e sua explicação elucidou uma grande dúvida. Parabéns.
Parabéns, sua explicação me ajudou muito!Perfeito!
otima explicação obrigado por contribuir para nos eletrotecnicos que buscamos mais informações para nossa formação!!.
parabens pela esplicação
Excelente explicação. Tive essa matéria na facul mas só agora consegui entender a real importância do fator de potência.
Abraço
Muito bom o artigo, facil o entendimento
Excelente explicação, estudo a muito tempo cargas capacitivas, desenvolvi projetos interessantissimos que estarão no mercado em breve, posso afirmar com conhecimento de causa que muito pouco se sabe sobre o uso adequado de cargas capacitivas, quando entendidas possibilitarão melhorar em muito a autonomia dos veiculos eletricos.
Então um motor eletrico tem carga capacitiva e indutiva?
Ótima explicação,gostaria que me envia-se mais assuntos sobre eletricidade,valeu.
Muito boa a explicação. Gostaria muito de de receber mais assuntos sobre eletricidade e outro se possivel. Obrigado.
Prezado Eng. Jamil
Parabens pela forma didatica e de facil assimilição.
Otimo comentariome ajudou bastante
grato,
parabens otima explicação
Boa tarde. Sou estudante portuguesa de Engenharia Mecânica em Lisboa e estou a preparar um laboratório da disciplina de Sistemas Eléctricos e Electromecânicos e gostava de agradecer esta explicação fantástica
Prezado Eng. Jamil
Parabens pela forma didatica e de facil assimilição.
qualquer pessoa entenderia sua explicação
Excelente explanação sobre o assunto. Posso add essas informações no meu blog e colocar um link para o seu? Obrigado.
Pode sim. Apenas pedimos que cite a fonte, obrigado pela visita.
Parabéns pela matéria! Consegui aprender muito mais do que com o meu professor chato! =x
Obrigado pelo post. Ajudou muito nos meus estudos, muito claro e objetivo. Aquela parada do chopp é uma analogia sem sentido. A que você usou é muito melhor, vou mostrar esse site pro meu professor.
SOU TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL, MT ESCLARECEDOR SUA AEXPLICAÇÃO.
cara!voce é incrivel,fantastico,maravilhoso…,,eu estou iniciando um curso tecnico em mecatronica e estava totalmente perdido nesse assunto,mas voce,voce…buaaaaaa.me salvou.
muito agradecido meu caro JAMIBAL,putz ,,seu nome é estranho mas voce é incrível.
Boa tarde.
Voce explica muito bem, ja trabalho na area e fiquei surpreso com suas explicações nota 10.
Explicação muito boa, sou estudante de eng. de controle e automação e não entendi quase quando o professor explicou…
parabéns pela explicação,sou técnico em eletronica e eletrotécnica e estou no ultimo ano de conclusão do curso superior em automação industrial.parabéns bom material.
Excelente material com bastante propiedade.Parabens!
Eletrotecnico(SENAI)
Muito didático a explicação sobre o fator de potência. Beleza mesmo.
Parabéns.
estou cursando eletrotecnico valeu pela explicaçao parabens
Parabéns pela explicação sobre fator de potência. Gostaria de saber como se mede o fator de potência em uma pequena instalação que trabalha no máximo com 10A
Qual o fator de potencia ideal? E por que?
Ola curso engenharia eletrica e suas informações foram muito úteis e bem simplificadas, obrigada
Eng. Jamil, parabéns pela sua explicação, sou Tecnólogo em Automação e das explicações sobre F.P. que já li, a sua é a melhor.
amigo, não sei que nota lhe daria por esssa explicação, 10 seria muito pouco, muitas pessoa ja tentaram me explicar mas nunca cosegui entender da forma como você me fez entender.
muito obrigado!
Excelente explicação amigo. Seria bom que todas as respostas que buscamos fosse bem explicada igual a sua.
Valeu mesmo um abraço.
Muito bom mesmo sua explicação. Parabéns.
É possível você me enviar este artigo para meu email?
Desde já, agradeço.
MUITO BOA A EXPLICAÇÃO, ESTOU ME FORMANDO EM ELETROTECNICA E GOSTARIA DE MAIS TICAS. ESTOU ELABORANDO UM TCC EM CIMA DESSE ASSUNTO SE PUDER AJUDAR AGRADEÇO
Excelente explanação, fator de potência hoje é um assunto importantíssimo para os profissionais do ramo da eletricidade, hoje em dia existem muitos picaretas fazendo serviços de segunda linha se dizendo eletricistas, técnicos e engenheiros, aqui se mostrou uma demonstração profissional de eletricidade.
Sou técnico eletrônico e adorei essas suas explicações,Parabêns!
sou eletricista montador a dorei sua esplicação
Ótima Explicação!
“No caso acima, temos uma dessas mistura: metade indutivo e metade resistivo, provocando um atraso na corrente de 1/8 de ciclo, 45º. Logo o Fator de Potência é cosseno de 45º que é 0,71.”
**No caso acima, temos uma dessas mistura: metade indutivo e metade resistivo, provocando um atraso na TENSÂO de 1/8 de ciclo, 45º. Logo o Fator de Potência é cosseno de 45º que é 0,71.
Desculpe o meu comentário à cima, eu analisei mal o gráfico!
Esta correto o que você escreveu.