Potência elétrica

[[Categoria:!Artigos que carecem de fontes desde ]]

Triângulo de potência

Em sistemas elétricos, a potência instantânea desenvolvida por um dispositivo de dois terminais é o produto da diferença de potencial entre os terminais e a corrente que passa através do dispositivo.

Isto é,

<math>P=I \cdot U</math>

onde <math>I</math> é o valor instantâneo da corrente e <math>U</math> é o valor instantâneo da tensão. Se <math>I</math> está em ampères e <math>U</math> em volts, <math>P</math> estará em watts. É bastante comum encontrar em dispositivos a potência em unidades directas, VA.

Potência elétrica pode ser definida também como o trabalho realizado pela corrente elétrica em um determinado intervalo de tempo.

Num sistema de corrente contínua em que <math>I</math> e <math>U</math> se mantenham invariantes durante um dado período, a potência transmitida é também constante e igual ao produto <math>I \cdot U</math>.

Nos sistemas em que <math>I</math> ou <math>U</math> são variáveis temporais, é possível determinar a potência média desenvolvida durante um intervalo de tempo a partir da integração temporal da potência instantânea:

<math>P_{\mathrm{med}}=\frac{1}{T}\cdot\int_{0}^{T} I(t) \cdot U(t)\cdot\, \mathrm{d}t</math>

onde <math>I(t)</math> é o valor da corrente no instante <math>t</math> e <math>U(t)</math> o valor da tensão no mesmo instante.

Potência Ativa

No caso da corrente alternada (CA) sinusoidal, a média de potência elétrica desenvolvida por um dispositivo de dois terminais pode ser determinada pela resolução da integral anterior, de onde resulta o produto dos valores quadrados médios (ou RMS, em inglês) ou eficazes da diferença de potencial entre os terminais e da corrente que passa através do dispositivo com o cosseno do seu ângulo de desfasamento.

Isto é,

<math>P=U_\mathrm{e} \cdot I_\mathrm{e} \cdot \cos\phi</math>

onde <math>I_e</math> é o valor eficaz da intensidade de corrente alternada senoidal, <math>U_e</math> é o valor eficaz da tensão senoidal e <math>\phi</math> é o ângulo de fase ou defasagem entre a tensão e a corrente. O termo <math>\cos \phi</math> é denominado Fator de potência.

Se <math>I_e</math> está em ampères e <math>U_e</math> em volts, <math>P</math> estará em watts. Este valor também se chama potência ativa.

A energia transferida num determinado intervalo de tempo corresponde à integral temporal da potência ativa. É esta a integração realizada pelos contadores de energia utilizados na faturação de consumos energéticos de instalações.

Resumindo: A potência ativa é a energia gasta em determinado intervalo de tempo.

Potência Aparente

Se não se inclui o termo <math>\cos \phi</math> que haveria que contemplar, devido ao fato de que a corrente e a tensão estejam defasados entre si, obtemos o valor do que se denomina potência aparente ou teórica <math>S</math> que se expressa em volt ampères (VA):

<math>S = V_\mathrm{e} \cdot I_\mathrm{e}^* </math>

No qual <math>I_\mathrm{e}^*</math> entende-se como o conjugado do número complexo <math>I_\mathrm{e}</math>.

É com base no valor desta potência (ou das correntes respectivas) que se faz o dimensionamento dos cabos e sistemas de proteção das instalações elétricas. Na contratação de fornecimento de energia eléctrica é normalmente especificada a taxa de potência que depende da potência aparente máxima a ser disponibilizada pelo fornecedor.Mas essa não é a potência trifásica e sim a monofásica.Para calcular a potência trifásica basta na mesma fórmula multiplicar também o resultado por raiz de três.

Potência Reativa

Existe também em CA outra potência, que é a chamada potência reativa, cuja unidade é VAr e é igual a:

<math>Q=I_\mathrm{e} \cdot U_\mathrm{e} \cdot \sin \phi</math>

Numa instalação elétrica que apenas possua potência reativa, a potência ativa média tem um valor nulo, pelo que não é produzido nenhum trabalho útil. Diz-se portanto que a potência reativa é uma potência devatada (não produz watts ativos).

Na indústria elétrica recomenda-se que todas as instalações tenham um fator de potência (<math>\cos \phi \,</math>) máximo, com o qual <math>\sin \phi \,</math> será mínimo e portanto a potência reativa ou não útil será também mínima.

A integração temporal da potência reativa resulta numa energia reativa, que representa a energia que circula de forma oscilante nas instalações mas não é consumida por nenhum receptor. Em casos de consumidores especiais de energia eléctrica (grandes consumidores), esta energia pode ser contabilizada em VAr-hora, e faturada adicionalmente à energia ativa consumida.

Ver também

A Wikimotorpedia possui o portal: Portal de Física {{{Portal2}}} {{{Portal3}}} {{{Portal4}}} {{{Portal5}}}

• Fator de potência
• Potencial elétrico
• Triângulo de potências