As características do equipamento eléctrico são a potência e o consumo de corrente. Se apenas um destes valores for dado, é necessário converter os amperes em quilowatts. Estas conversões são necessárias para determinar as classificações dos fusíveis e seleccionar as secções transversais dos condutores de alimentação, calcular e projectar o sistema de alimentação, e registar o consumo de electricidade.
Todos os conceitos necessários para os cálculos estão disponíveis no curso de física escolar, excepto as nuances da utilização de cargas reactivas. O número de amperes num quilowatt é determinado da mesma forma para DC e AC, desde que sejam utilizados consumidores activos. Uma carga indutiva ou capacitiva requer um factor de potência a ser considerado. Existem várias fórmulas para converter amperes em kilowatts e não requerem cálculos complexos.
Tradução para rede de 220 V
A fórmula de potência combina a tensão de alimentação, o consumo de corrente e a potência:
P=U-I
Em circuitos com cargas reactivas, onde estão presentes cargas indutivas e capacitivas, o valor da potência activa é corrigido através da introdução de um factor de potência na expressão:
Pa=U-I-cosø
A conversão de amperes em kilowatts para sistemas monofásicos é feita através da substituição dos valores iniciais nas fórmulas acima referidas. A primeira é utilizada no caso de uma carga activa e a segunda no caso de uma carga reactiva (motores eléctricos). Ao substituir a corrente e a tensão em volts e amperes, a potência é obtida em watts. Para cargas pesadas é costume converter os watts para um valor mais manejável:
1000 watts = 1 kW.
Estas são as regras básicas para a conversão de valores eléctricos.
Rede de 380 volts
A conversão da corrente em potência para um sistema trifásico não difere do acima referido, apenas o facto de a corrente consumida pela carga ser distribuída pelas três fases do sistema deve ser tida em conta. A conversão de amperes em kilowatts é feita tendo em conta o factor de potência.
Numa rede trifásica, é necessário compreender a diferença entre tensões de fase e tensões de linha, e correntes de linha e de fase. Existem também 2 formas possíveis de ligar os consumidores:
- Estrela. São utilizados 4 fios - 3 fios fase e 1 fio neutro (neutro). Utilizando dois fios, fase e neutro, é um exemplo de uma rede monofásica de 220 volts.
- Triângulo. São utilizados 3 fios.
As fórmulas para converter amperes em quilowatts para ambos os tipos de ligação são as mesmas. A única diferença é no caso de uma ligação em triângulo para o cálculo das cargas ligadas separadamente.
Ligação estrela
Se for tomado um condutor de fase e um condutor de neutro, existirá uma tensão de fase entre eles. A tensão de linha é a tensão entre os condutores de fase e é maior do que a tensão de fase:
Ul = 1,73-Uf
A corrente que flui em cada uma das cargas é a mesma que nos condutores de rede, pelo que as correntes de fase e de linha são iguais. Desde que a carga seja uniforme, não há corrente no condutor neutro.
A conversão de amperes em kilowatts para ligação em estrela é feita utilizando a fórmula:
P=1.73-Ul-Il-cosø
Ligação Delta
Com este tipo de ligação, as tensões entre os condutores de fase são iguais às de cada uma das três cargas, e as correntes nos condutores (correntes de fase) estão relacionadas com as correntes da linha (que passam através de cada carga) pela expressão
Il = 1,73-If
A fórmula de conversão corresponde àquela dada acima para "estrela":
P=1.73-Ul-Il-cosø
Esta conversão de valores é utilizada na selecção de relés de protecção a serem instalados nos condutores de fase da rede de abastecimento. É o caso quando são utilizadas cargas trifásicas, tais como motores eléctricos, transformadores.
Se forem utilizadas cargas únicas ligadas em delta, a protecção é colocada no circuito de carga e o valor da corrente de fase é utilizado na fórmula do cálculo:
P=3-Ul-If-cosø
A conversão de watts em amperes é feita utilizando fórmulas inversas que têm em conta as condições de ligação (tipo de ligação).
O cálculo pode ser evitado compilando uma tabela de conversão com valores para a carga activa e o cosø=0,8 mais comum.
Quadro 1. Conversão de kilowatts em amperes para 220 e 380 volts, corrigidos por cosø.
| Potência de saída, kW | Corrente alternada trifásica, A | |||
| 220 В | 380 В | |||
| cosø | ||||
| 1.0 | 0.8 | 1.0 | 0.8 | |
| 0,5 | 1.31 | 1.64 | 0.76 | 0.95 |
| 1 | 2.62 | 3.28 | 1.52 | 1.90 |
| 2 | 5.25 | 6.55 | 3.,4 | 3.80 |
| 3 | 7.85 | 9.80 | 4.55 | 5.70 |
| 4 | 10.5 | 13.1 | 6.10 | 7.60 |
| 5 | 13.1 | 16.4 | 7.60 | 9.50 |
| 6 | 15.7 | 19.6 | 9.10 | 11.4 |
| 7 | 18.3 | 23.0 | 10.6 | 13.3 |
| 8 | 21.0 | 26.2 | 12.2 | 15.2 |
| 9 | 23.6 | 29.4 | 13.7 | 17.1 |
| 10 | 26.2 | 32.8 | 15.2 | 19.0 |
