Potenza in regime variabile


 

Come già esposto nei primi articoli, la potenza è definita come prodotto tra la tensione e la corrente e in un bipolo può essere generata o assorbita; è generata quando la corrente esce dal morsetto positivo, assorbita nel caso opposto (fig. 4.1). Nel caso in cui sia la tensione che la corrente variano nel tempo, anche la potenza diventa funzione del tempo e può quindi essere rappresentata in un diagramma.

Fig. 4.1 – a) potenza generata; b) potenza assorbita.



La fig. 4.2 mostra un andamento di tensione e corrente nel tempo: l’andamento della potenza si ricava riportando, per ogni istante, il prodotto di v ed i corrispondenti.

La potenza istantanea così ricavata è positiva, cioè generata, secondo la convenzione di segno in figura, quando i valori di v ed i hanno lo stesso segno, negativa quando hanno segno opposto, nulla quando almeno uno dei due fattori è zero.

 

Fig. 4.2 – Andamento nel tempo della tensione, della corrente e della potenza istantanee.

In un circuito a corrente alternata si definiscono le potenze elencate di seguito.

Potenza attiva

È quel valore di potenza che, moltiplicato per il periodo, fornisce l’energia trasformata durante il periodo stesso. Essa si indica con P, si misura in watt e coincide con il valore della componente continua della potenza istantanea in un periodo (fig. 4.3).

Un wattmetro, strumento che verrà trattato nella parte relativa alle misure elettriche, inserito in modo da rilevare contemporaneamente la tensione e la corrente alternate, indica proprio il valore della potenza attiva.

Potenza apparente

La potenza apparente è data dal prodotto del valore efficace della tensione per il valore efficace della corrente, indipendentemente dalla loro posizione relativa e quindi dall’andamento della potenza nel tempo.

Essa è indicata con S e viene misurata in volt-ampere (abbreviato VA).

Nel caso in cui le forme d’onda di tensione e corrente coincidano perfettamente, la potenza apparente e quella attiva sono uguali: S= P. Questo avviene solamente quando il circuito è formato da soli resistori. In tutti gli altri casi la potenza apparente è maggiore di quella attiva.

Si definisce fattore di potenza, e si indica con fp, il rapporto tra la potenza attiva e quella apparente; esso può assumere tutti i valori compresi fra zero ed uno

Potenza reattiva

Quando la potenza attiva è minore di quella apparente nel circuito sono presenti reattanze, induttive o capacitive, e la forma d’onda della corrente non coincide più con quella della tensione.

 

Fig. 4.3 – Potenza attiva.

Nell’arco di un periodo avvengono alternativamente scambi di energia tra il campo elettrico o magnetico della reattanza ed il resto del circuito senza alcuna dissipazione. La potenza reattiva è quella potenza che alternativamente fluisce nelle reattanze senza essere trasformata in altre forme di energia; vedremo in seguito il modo di calcolarla esattamente.

Essa è indicata dal simbolo Q ed è misurata in VAR (volt-ampere reattivi).

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