Potência elétrica

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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,

onde I é o valor instantâneo da corrente e V é o valor instantâneo da tensão. Se I está em ampères e V em volts, P estará em watts.

Num sistema de corrente contínua em que I e V se mantenham invariantes durante um dado período, a potência transmitida é também constante e igual ao produto .

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

onde I(t) é o valor da corrente no instante t e V(t) o valor da tensão no mesmo instante.

[editar] Potência Ativa

No caso da corrente alternada (CA) senoidal, 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,

onde I_e é o valor eficaz da intensidade de corrente alternada senoidal, V_e é o valor eficaz da tensão senoidal e φ é o ângulo de fase ou defasagem entre a tensão e a corrente. O termo cosφ é denominado Fator de potência.

Se I_e está em ampères e V_e em volts, P estará em watts. Este valor também se chama potência ativa.

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

[editar] Potência Aparente

Se não se inclui o termo cosφ 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 S que se expressa em volt ampères (VA):

No qual entende-se como o conjugado do número complexo I_e.

É com base no valor desta potência (ou das correntes respectivas) que se faz o dimensionamento das cablagens 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.

[editar] Potência Reativa

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

Numa instalação que apenas possua potência reativa, a potência 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 se recomenda que todas as instalações tenham um fator de potência () máximo, com o qual 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.