Por Bert Markgraf – Atualizado em 24 de março de 2022

TL;DR

Quando a tensão e a corrente estão em fase, quilovolt-amperes (KVA) são iguais a quilowatts (KW) – a potência real usada por um circuito. Se estiverem desfasados, o valor de KVA sobe acima do KW, representando a potência aparente que deve ser multiplicada pelo fator de potência para obter o consumo real de KW.

Como a potência KVA difere do KW

Em uma carga CA puramente resistiva, a tensão e a corrente aumentam e diminuem juntas, produzindo energia real. Nessas condições, multiplicar a tensão instantânea pela corrente instantânea e dividir por 1.000 dá KVA, que é numericamente idêntico a KW. É por isso que a maioria dos aparelhos residenciais lista sua potência em quilowatts.

Motores industriais, transformadores e outras cargas indutivas geralmente criam um atraso entre a tensão e a corrente. O campo magnético do motor atrasa a corrente, portanto, embora existam os mesmos valores de tensão e corrente, a potência real do circuito é inferior à sua potência aparente. Consequentemente, o valor de KVA – calculado a partir da tensão e corrente brutas – excede o KW. Para determinar o KW utilizável, o KVA aparente é multiplicado pelo fator de potência (um decimal entre 0 e 1). Os fatores de potência típicos para grandes equipamentos industriais oscilam em torno de 0,8, o que significa que 80% da potência aparente é realmente usada para realizar trabalho útil.

Usos da potência KVA

Considere uma usina siderúrgica que opera um motor de laminação pesado. O motor pode fornecer 80KW de potência útil enquanto a tensão e a corrente em seu circuito estão defasadas, produzindo uma potência aparente de 100KVA. As concessionárias cobram dos clientes com base no KVA fornecido, de modo que a usina paga pelos 100 KVA completos, embora apenas 80 KW sejam convertidos em energia mecânica.

Ao instalar dispositivos de correção do fator de potência – normalmente capacitores ou condensadores síncronos – a usina pode deslocar a fase da corrente para mais perto da tensão. Quando o alinhamento de fase melhora, a potência aparente cai para corresponder à potência real, reduzindo a conta do cliente para 80KVA pelos 80KW de potência do motor.

Como as concessionárias devem fornecer tensão e corrente completas, independentemente do alinhamento de fases, elas baseiam as tarifas em KVA. Somente o componente em fase fornece realmente energia útil; o resto está simplesmente circulando dentro do circuito.

Energia Elétrica em Casa

As cargas residenciais são predominantemente resistivas, portanto aparelhos como fogões, fornos, torradeiras e aquecedores elétricos operam com tensão e corrente em fase, produzindo potência real medida em KW. Mesmo os motores dos eletrodomésticos (refrigeradores, máquinas de lavar, secadoras) são suficientemente pequenos para que a fatura da concessionária permaneça vinculada ao KW, ou já incorporam a correção interna do fator de potência. Como resultado, os proprietários normalmente pagam apenas pelo consumo real de energia e não pela energia aparente.