POTENZA

Riprendiamo l'esempio idraulico utilizzato nelle pagine precedenti. Consideriamo due casi in cui la tensione (rappresentata dalla differenza di livello dell'acqua nei due serbatoi) è la stessa, ma in condizioni chiaramente diverse.

Il sistema a sinistra è in grado di effettuare un lavoro maggiore rispetto a quello di destra.

La potenza è pari al lavoro compiuto nell'unità di tempo (joule al secondo).

Il sistema (1) presenta una potenza maggiore del sistema (2) perchè solleva lo stesso peso alla stessa altezza (stesso lavoro), ma in un tempo minore.

Fatta questa premessa, vediamo come si calcola la potenza in tensione continua e in tensione alternata.

POTENZA IN TENSIONE CONTINUA

La potenza si esprime in watt come prodotto tensione per corrente:

POTENZA IN TENSIONE ALTERNATA

Si hanno tre potenze (attiva, reattiva e apparente), ognuna con un significato ben preciso.

POTENZA ATTIVA
La potenza attiva P è quella effettivamente assorbita e che viene trasformata in calore per effetto Joule o in lavoro utile nelle macchine elettriche. Si misura in watt e viene calcolata con la formula:

P = V x I x cosØ

dove Ø è l'angolo di sfasamento tra tensione e corrente.
A titolo puramente indicativo si elencano alcuni valori approssimati del coseno.

Ø	cos Ø
0	1
10	0.985
15	0.966
30	0.866
45	0.707
60	0.5
90	0

Come vediamo all'aumentare dell'angolo di sfasamento tra tensione e corrente, diminuisce il valore del coseno e, di conseguenza, la potenza attiva.

In un circuito costituito da sole resistenze (circuito puramente ohmico), tensione e corrente non risultano sfasate (Ø=0 e cosØ=1): P=V x I

circuito puramente resistivo

In un circuito puramente induttivo o in un circuito puramente capacitivo si ottiene il massimo sfasamento possibile (Ø=90° e cosØ=0). Non si ha potenza attiva: P = 0

circuiti puramente induttivo e puramente capacitivo

Nei circuiti generalmente convivono i tre effetti (resistivo, induttivo e capacitivo). Pertanto lo sfasamento sarà compreso tra 0° e 90°. La corrente sarà in anticipo o in ritardo sulla tensione, in base al prevalere rispettivamente dell'effetto capacitivo o di quello induttivo.

POTENZA REATTIVA
La potenza reattiva Q riguarda l'energia che viene alternativamente assorbita e restituita dal campo magnetico (circuiti induttivi) o dal campo elettrico (circuiti capacitivi). Si misura in var (voltampere reattivi) e viene calcolata con la formula:

Q = V x I x senØ

dove Ø è lo sfasamento tra tensione e corrente.
In un circuito puramente ohmico (Ø=0; senØ=0): Q = 0
In un circuito con sfasamento Ø=90° (senØ=1): Q = V x I

POTENZA APPARENTE
La potenza apparente non ha un significato particolare, ma è utile poichè è legata al valore della corrente I effettivamente in gioco nel circuito in esame.

Non viene influenzata dall'angolo di sfasamento tra tensione e corrente. Può essere considerata come il valore massimo di potenza attiva che otterremmo annullando lo sfasamento tra tensione e corrente. Si misura in voltampere (VA) e viene calcolata con la semplice formula:

Pa = V x I

GRANDEZZA		UNITA' DI MISURA
potenza attiva	P	watt	W
potenza reattiva	Q	voltampere reattivi	var
potenza apparente	Pa	voltampere	VA

FATTORE DI POTENZA
In corrente alternata il valore del cosØ prende il nome di fattore di potenza. Per cui si ha il massimo fattore di potenza, pari a 1, quando tensione e corrente sono in fase (Ø=0).

	ing. Vito Barone