Corrente alternada: por que a conta de potência muda quando há motor

Em corrente contínua a conta é direta: potência é tensão vezes corrente, e acabou. Em corrente alternada com motor isso deixa de valer, e quem não percebe erra o dimensionamento para menos — sempre para menos, nunca para mais.

A rede brasileira opera em 60 Hz: a tensão sobe, cai, inverte o sinal e volta, sessenta vezes por segundo. Em uma carga puramente resistiva — um chuveiro, uma resistência de degelo, uma lâmpada incandescente — a corrente acompanha a tensão passo a passo. Elas sobem juntas e caem juntas.

Motor não faz isso.

O que o motor faz de diferente

Um motor é, eletricamente, um conjunto de bobinas. Bobina armazena energia em campo magnético e devolve essa energia à rede a cada ciclo. Esse vaivém de energia não realiza trabalho — mas circula pelo fio.

O efeito é que a corrente fica atrasada em relação à tensão. E quando as duas não estão em fase, o produto V × I deixa de representar a energia realmente consumida.

Daí saem três potências, e vale fixar a função de cada uma:

PotênciaUnidadeO que éQuem se importa
AtivaW, kWA parte que vira trabalho e calorA conta de luz residencial
Reativavar, kvarA parte que vai e volta magnetizandoA concessionária, em instalação industrial
AparenteVA, kVAO total que circula pelo fioO condutor, o disjuntor, o transformador

A linha que importa para o instalador é a última. O fio não sabe distinguir potência ativa de reativa — ele esquenta com a corrente total.

As três se relacionam geometricamente, e o desenho explica melhor que a conta: a potência aparente é a hipotenusa de um triângulo retângulo cujos catetos são a ativa e a reativa.

Triângulo de potências Triângulo retângulo com a potência ativa P no cateto horizontal, a potência reativa Q no cateto vertical e a potência aparente S na hipotenusa. O ângulo entre P e S é fi, e o fator de potência é o cosseno de fi. P — potência ativa (kW) Q — reativa (kvar) S — aparente (kVA) φ cos φ = P / S = fator de potência É S, não P, que define condutor e disjuntor.

Quanto maior o ângulo φ, mais a hipotenusa se afasta do cateto horizontal — ou seja, mais corrente circula para a mesma potência útil.

Fator de potência: a razão entre o útil e o total

Fator de potência é a potência ativa dividida pela aparente. Vai de 0 a 1.

  • Carga resistiva pura: FP = 1. Tudo que circula vira calor.
  • Motor de refrigeração em regime: tipicamente entre 0,7 e 0,9, dependendo do tipo, do tamanho e da carga a que está submetido.
  • Motor operando muito abaixo da carga nominal: o fator de potência piora, podendo cair abaixo de 0,6.

Esse último ponto é contraintuitivo e vale guardar: motor superdimensionado, rodando folgado, tem fator de potência pior que motor bem dimensionado rodando perto do nominal. Superdimensionar não é margem de segurança — é desperdício que aparece na corrente.

A conta que o instalador precisa saber fazer

Para descobrir a corrente real de uma carga monofásica com motor:

> I = P / (V × FP)

E em trifásico, entra o √3:

> I = P / (√3 × V × FP)

Um exemplo numérico que aparece todo dia. Condensadora monofásica, 220 V, 3.000 W de consumo declarado, FP 0,8:

  • Conta ingênua: 3000 / 220 = 13,6 A
  • Conta correta: 3000 / (220 × 0,8) = 17,0 A

A diferença de 3,4 A é exatamente o que faz um disjuntor de 20 A virar escolha apertada em vez de confortável — e é o que, somado ao calor de um dia de pico, produz o desarme que o cliente chama de “defeito do aparelho”.

Na prática, nada disso substitui a placa. O fabricante já informa RLA e MCA justamente para você não precisar estimar. A conta serve para conferir, para quando a placa está ilegível, e para entender o que está acontecendo.

Correção de fator de potência: onde entra e onde não entra

Em instalação industrial, a concessionária cobra pelo excesso de reativo quando o fator de potência fica abaixo do limite regulatório. A correção é feita com banco de capacitores — capacitor é a carga que faz o oposto da bobina, e os dois se compensam.

Para o instalador de refrigeração, três observações bastam:

  1. O capacitor permanente do compressor monofásico já faz parte dessa história. Ele não existe só para dar partida: melhora o fator de potência e o conjugado em regime.
  2. Correção central é projeto de engenharia elétrica, não de instalação de ar-condicionado. Capacitor mal dimensionado gera sobretensão e ressonância.
  3. Em instalação residencial não há cobrança de reativo, então “corrigir fator de potência para economizar na conta de casa” é promessa falsa. O que reduz a conta é reduzir a potência ativa.

Frequência: 60 Hz e o que acontece quando muda

A frequência da rede determina a rotação do motor de indução. A conta é simples:

> rotação síncrona (rpm) = 120 × frequência / número de polos

Em 60 Hz, um motor de 2 polos gira em torno de 3.600 rpm e um de 4 polos em torno de 1.800 rpm — descontado o escorregamento, que faz a rotação real ficar alguns por cento abaixo.

Isso explica dois fenômenos que o técnico encontra:

Equipamento importado de 50 Hz. Ligado em 60 Hz, o motor gira 20% mais rápido. Em um ventilador, isso significa mais vazão e mais corrente — às vezes acima do que o motor suporta.

Tecnologia inverter. O inversor de frequência varia a frequência entregue ao compressor para variar a rotação e, com ela, a capacidade. É por isso que um equipamento inverter não liga e desliga: ele desacelera. E é também por isso que a análise elétrica dele é diferente — a corrente que o alicate mostra varia com a demanda, e medir num instante diz pouco.

Erros comuns

Dimensionar circuito dividindo watts por volts. Subestima a corrente em 15% a 30% em carga com motor.

Esquecer o √3 em trifásico. Erra o dimensionamento para mais, o que custa dinheiro, ou confunde o diagnóstico.

Medir corrente de equipamento inverter num instante só e concluir algo. A corrente varia com a demanda térmica; é preciso acompanhar o comportamento, não fotografar um ponto.

Prometer economia na conta residencial com correção de fator de potência. Não há cobrança de reativo em baixa tensão residencial.

O que ficou

Em corrente alternada com motor, corrente e tensão ficam defasadas, e o fio conduz a potência aparente — não a ativa. Por isso a corrente real é P dividido por V vezes o fator de potência, e não simplesmente P dividido por V. Motor de refrigeração opera entre 0,7 e 0,9 de fator de potência, e piora quando está superdimensionado. A frequência da rede define a rotação do motor, e é exatamente isso que a tecnologia inverter manipula.

A próxima lição sai da teoria e vai para o instrumento: o que medir, com o quê, e em que ordem.

Teste seu conhecimento

Uma condensadora trifásica consome 6.000 W em 380 V com fator de potência 0,85. Qual a corrente de linha aproximada?
  • A) 15,8 A
  • B) 10,7 A
  • C) 18,6 A
  • D) 5,3 A

Resposta: B) 10,7 A. Em trifásico, I = P / (√3 × V × FP) = 6000 / (1,73 × 380 × 0,85) ≈ 10,7 A. Esquecer o √3 levaria a 18,6 A, superdimensionando o circuito; esquecer o fator de potência levaria a 9,1 A, subdimensionando.

O que acontece com o fator de potência de um motor que opera bem abaixo da sua carga nominal?
  • A) Melhora, porque há menos corrente
  • B) Permanece o mesmo, porque é característica construtiva
  • C) Piora, podendo cair abaixo de 0,6
  • D) Vai a 1, porque a carga fica praticamente resistiva

Resposta: C) Piora, podendo cair abaixo de 0,6. A parcela reativa de magnetização é aproximadamente constante, enquanto a parcela ativa cai com a carga. A proporção entre as duas piora, e o fator de potência cai. É mais um motivo para não superdimensionar motor.

Por que o condutor de um circuito deve ser dimensionado pela potência aparente e não pela ativa?
  • A) Porque a potência aparente é sempre menor
  • B) Porque o aquecimento do condutor depende da corrente total que passa, ativa e reativa
  • C) Porque a concessionária cobra pela potência aparente
  • D) Porque a norma só apresenta tabelas em kVA

Resposta: B) Porque o aquecimento do condutor depende da corrente total que passa, ativa e reativa. O condutor aquece por efeito Joule em função da corrente que circula, sem distinguir qual parcela realiza trabalho. Como a potência aparente é a que corresponde à corrente total, é ela que determina a seção do condutor e a proteção. —

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