Determinação do fator de potência

No motor elétrico, assim como no transformador, é necessário criar um campo magnético para operação. Este campo em circuitos de corrente alternada varia de maneira senoidal e a energia associada a ele flui do gerador para o pantógrafo por meio período e retorna ao gerador no próximo meio período.

Essa energia é chamada de energia reativa. Seu fluxo se manifesta na forma de uma corrente adicional atrasada em relação à tensão, conforme mostrado na Fig. 1, curva c. Essa corrente que flui do gerador para o receptor e vice-versa não produz trabalho útil, mas apenas causa aquecimento adicional dos fios, ou seja, perdas adicionais de energia ativa.

Leia mais sobre energia reativa aqui: Fonte de alimentação CA e perdas de energia

As correntes ativas e reativas que fluem no fio somam uma corrente total que é medida com um amperímetro. O produto desta corrente total e tensão é chamado de potência aparente.

A relação entre potência ativa e potência total é chamada fator de potência... Para conveniência dos cálculos técnicos, o fator de potência é expresso como cosseno do ângulo condicional «phi» (porqueφ).

Em cargas diferentes, o fator de potência médio é determinado durante um período de tempo. Para determinar o fator de potência, são utilizadas as leituras dos medidores ativos e reativos, o que permite descobrir o valor médio ponderado de tgφ para todo o período em que a energia foi consumida.

Se dividirmos o consumo de energia reativa pelo consumo de energia ativa, obtemos um valor chamado de tangente "phi":

tgφ = Wreaction /WAct

Determinação de tgφcf, encontre o valor de cosφ.

O valor do fator de potência também pode ser determinado a partir das leituras do voltímetro, amperímetro e wattímetro de acordo com as seguintes fórmulas:

para corrente monofásica cosφ = P / UI

para corrente trifásica cosφ = P /(1.73UlinAzlin)

Arroz. 1. Mudança de fase entre corrente e tensão: a — curva de tensão, b — curva de corrente ativa, c — curva de corrente capacitiva, d — curva de corrente indutiva

O fator de potência pode ser determinado usando um medidor fasorial. Para mais detalhes veja aqui: Como medir o fator de potência

Determinação de cosφ usando uma pinça elétrica

É possível determinar o fator de potência de receptores elétricos individuais ou seções da rede com uma carga ligeiramente variável usando medidores de fase ou wattímetros. No entanto, esses métodos são difíceis porque exigem a interrupção dos circuitos de corrente e, para instalações de alta potência, é necessário incluir transformadores de corrente.

Para medir cosφ sem interromper o circuito de corrente, é usado um método que usa um alicate amperímetro elétrico tipo D90.

Grampo de medição D90

Em circuitos trifásicos com carga balanceada, a potência é medida em uma fase. Para isso, um dos fios da linha é coberto com o circuito magnético da braçadeira, o terminal do gerador do circuito paralelo do wattímetro é conectado à mesma fase e o segundo ao fio neutro. Em seguida, com uma pinça tipo Ts91 ou Ts4505, mede-se a corrente na fase e a tensão da fase.

O fator de potência é calculado pela fórmula: cosφ = P / UI

Medidas de segurança devem ser observadas ao trabalhar com pinças de medição.