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Bignami_elettrotecnica - Ezio Santini Personale

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CARICA ELETTRICA: Q
Per la fisica attuale (NB: c'è chi lo nega) è una proprietà della materia. La carica può essere positiva o negativa. La sua unità di misura è il
Coulomb (C). La più piccola carica esistente in natura, detta carica elementare, è quella dell'elettrone (negativa), esattamente (si pensa)
uguale a quella del protone (positiva). Essa vale 1,602*10-19C. Il protone ha una massa pari a 1840 volte la massa dell'elettrone.
INTENSITA' DI CORRENTE: I=Q/t
Si definisce intensità di corrente la quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore nell'unità di tempo. Il nome dell'unità di
misura è l' Ampere (A) che corrisponde ad 1 Coulomb al secondo. Si assume come verso convenzionale della corrente quello secondo cui si
muovono le cariche positive. Nei conduttori metallici le cariche che si muovono sono gli elettroni, quelli di valenza, responsabili anche delle
reazioni chimiche. L'intensità di corrente è assunta come campione di unità di misura. Si definisce AMPERE ASSOLUTO l'intensità di
quella corrente che, percorrendo due fili paralleli di sezione trascurabile e lunghezza infinita, posti nel vuoto alla distanza di un metro fa sì
che essi si attraggano ( correnti concordi) o si respingano (correnti discordi) con una forza pari a 2*10-7 N per ogni metro di lunghezza dei
fili.
POTENZIALE: V=W/Q
Si definisce potenziale di un punto l'energia posseduta dall'unità di carica positiva posta in quel punto; è dunque il rapporto tra l'energia W
di una carica Q che si trova in quel punto, diviso la carica stessa. Si misura in Volt che corrisponde pertanto a Joule/Coulomb (V=J/C).
DIFFERENZA DI POTENZIALE O TENSIONE (ELETTRICA): U.
Dati due punti A, B caratterizzati da un potenziale VA e VB, si definisce tensione elettrica esistente tra A e B la differenza UAB=VA-VB Essa
rappresenta il lavoro fatto (l'energia trasformata) (UAB >0) dall'unità di carica positiva che si trasferisce da A a B. Si misura in volt.
MASSA
E' il punto a cui, convenzionalmente, si attribuisce un potenziale nullo.
GENERATORE ELETTRICO
E' una macchina che utilizzando una qualsiasi forma di energia non elettrica (termica, meccanica, chimica, solare ecc.) la trasforma in
energia elettrica, provocando una separazione di cariche ( eccesso di elettroni al polo negativo, carenza di elettroni al polo positivo). Se i
poli del generatore sono collegati tra loro per mezzo di un circuito esterno, si stabilisce nello stesso circuito (e quindi anche nel generatore)
una corrente elettrica il cui verso convenzionale esce dal polo positivo del generatore. All'interno del generatore la corrente convenzionale
fluisce dal polo negativo al polo positivo (le cariche acquistano energia), all'esterno dal polo positivo a quello negativo (le cariche perdono
energia).
FORZA ELETTROMOTRICE: E.
E' l'energia che il generatore effettivamente fornisce all' unità di carica positiva. Essa corrisponde alla tensione presente ai morsetti del
generatore quando esso non eroga corrente (funzionamento a vuoto, circuito aperto). Si misura in Volt.
RESISTENZA ELETTRICA: R=U/I - Leggi di Ohm.
E' il rapporto tra la tensione ai capi di un conduttore e la corrente che lo percorre. Esso si mantiene pressoché costante se la temperatura
del conduttore non subisce grandi variazioni. E' dunque una proprietà di quel dato conduttore che dipende dal materiale di cui è costituito
ed
è
proporzionale
al
rapporto
lunghezza
del
conduttore
diviso
la
sua
sezione.
Si misura in Ohm: 1 Ohm è la resistenza di un conduttore che sottoposto all tensione di 1 volt è attraversato dalla corrente di 1 Ampere.
Il verso della corrente convenzionale che attraversa una resistenza va dal punto a potenziale più alto verso il punto a potenziale più basso.
L'inverso della resistenza si chiama conduttanza: G=1/R
Resistività: ρ
E' la costante di proporzionalità, dipendente dal materiale, tra il rapporto lunghezza del coduttore, l, diviso l'area della sua sezione, A, e la
resistenza R. Il suo inverso è detto conduttività
R=ρ
ρ*l/S
E' la resistenza di un pezzo di materiali di dimensioni unitarie: ad esempio un cubo di materiale di lato un metro ha una resistenza che è la
resistività del materiale espressa in ohm*metro. Più praticamente un cilindro di un dato materiale di lunghezza un metro e di sezione un
millimetro quadro ha una resistenza, misurata tra le sezioni terminali, pari alla sua resistività espressa in ohm*millimetroquadro diviso
metro.
POTENZA ELETTRICA: P=U*I
La potenza in fisica corrisponde al lavoro nell'unità di tempo. Applicando le definizioni di tensione e di intensità di corrente, si ha che
l'espressione della potenza elettrica corrisponde al prodotto dell'intensità di corrente per la tensione. Si misura, come qualsiasi potenza, in
Watt.
UTILIZZATORE PASSIVO
E' un componente in cui tutta l'energia elettrica si trasforma in calore (resistenza). La potenza trasformata in calore su una resistenza è
proporzionale al quadrato della tensione (o della corrente). La costante di proporzionalità è l'inverso della resistenza, quando si considera
la tensione, la resistenza quando si considera la corrente. Leggi di joule: P=U2/R; P=R*I2.
UTILIZZATORE ATTIVO
E' un componente in cui l'energia elettrica si trasforma in una forma diversa dal calore (meccanica, chimica ecc). E' schematizzabile con
una forza elettromotrice avente polarità opposta al verso della corrente: la corrente entra nel bipolo dal polo positivo e viene perciò detta
forza controelettromotrice.
RAMO
E' un bipolo caratterizzato da un dato valore dell'intensità di corrente.
NODO
E' una qualsiasi superficie chiusa in cui confluiscono 2 o più rami.
MAGLIA
Insieme di rami che formano una figura chiusa.
RETE
Insieme di maglie aventi rami in comune.
PRIMO PRINCIPIO DI KIRCHOFF(I PdK:
ΣI=0)
In un nodo la somma algebrica delle intensità di corrente è sempre nulla, o, ciò che è lo stesso, la somma aritmetica delle correnti entranti
è uguale alla somma aritmetica delle correnti uscenti.
SECONDO PRINCIPIO DI KIRCHOFF (II PdK:
ΣU=0))
In una maglia la somma algebrica delle tensioni dei rami è nulla.
CORTOCIRCUITO
Si ha quando due punti di una rete sono collegati con un conduttore avente, idealmente resistenza nulla. La differenza di potenziale tra i
punti è in tal caso nulla, qualunque sia l'intensità di corrente del collegamento, che pertanto si può chiamare anche collegamento
equipotenziale. Si rappresenta negli schemi con un segno continuo.
SERIE
Più bipoli si dicono in serie se sono attraversati dalla stessa intensità di corrente.
PARALLELO
Più bipoli si dicono in parallelo se i loro terminali sono sottoposti alla stessa tensione.
BIPOLI EQUIVALENTI
Due bipoli si dicono elettricamente equivalenti se, per ogni valore di tensione presente ai loro terminali essi sono attraversati dalla stessa
corrente. In altre parole se la funzione I=f(U) è la stessa per i due bipoli.
RESISTENZA EQUIVALENTE: Req=UAB/ I
Si definisce resistenza equivalente di un bipolo il rapporto tra la tensione ai capi del bipolo e l'intensità di corrente entrante.
RESISTENZA EQUIVALENTE SERIE: Rs=
ΣR
Il bipolo costituito da più resistenze in serie equivale ad un'unica resistenza il cui valore è la somma delle singole resistenze.
•
La resistenza equivalente è più grande della più grande delle resistenze.
•
Se le n resistenze in serie sono uguali la resistenza equivalente vale Rs=nR).
Σ(1/R)
RESISTENZA EQUIVALENTE PARALLELO: Rp=1/
Il bipolo costituito da più resistenze in parallelo equivale ad un'unica resistenza il cui valore è l'inverso della somma degli inversi delle
singole resistenze.
•
La resistenza equivalente è più piccola della più piccola delle resistenze.
•
Se n resistenze in parallelo sono uguali, il valore dell'equivalente è Rp=R/n).
GENERATORE IDEALE DI TENSIONE: U=E per ogni I
E' un generatore elettrico che mantiene costante la tensione tra i suoi morsetti qualunque sia il valore della intensità della corrente che lo
attraversa.
GENERATORE IDEALE DI CORRENTE: I = I0 per ogni U
E' un generatore elettrico che mantiene costante la corrente erogata qualunque sia il valore della tensione ai suoi morsetti.
GENERATORE REALE LINEARE DI TENSIONE: UAB=E - Ri*I
E' un generatore elettrico nel quale la tensione ai morsetti decresce proporzionalmente alla intensità di corrente da cui è attraversato. E'
schematizzato da un generatore ideale di tensione con in serie una resistenza Ri, detta resistenza interna del generatore. La forza
elettromotrice del generatore ideale di tensione è la tensione a vuoto. La massima corrente che il generatore può erogare, si ha in
condizioni di cortocircuito, cioè quando la tensione ai morsetti è azzerata mediante un collegamento di resistenza nulla. Tale corrente si
chiama corrente di cortocircuito del generatore e vale Icc=E/Ri. Il prodotto della resistenza interna per la corrente rappresenta la caduta di
tensione interna.
GENERATORE REALE LINEARE DI CORRENTE: I= I0- UAB/ Ri
E' un generatore elettrico nel quale la corrente erogata decresce proporzionalmente alla tensione presente ai suoi morsetti. Viene
schematizzato con un generatore ideale di corrente, il cui valore, I0, corrisponde alla corrente massima erogabile dal generatore ( che si ha
in cortocircuito) con in parallelo una resistenza Ri detta resistenza interna. Se ai terminali del generatore è presente una tensione pari ad
Ri*I0 la corrente erogata è nulla ( il generatore funziona a vuoto)
TEOREMA DEL GENERATORE EQUIVALENTE DI TENSIONE (THEVENIN)
Ogni rete comunque complessa, composta di generatori ideali di tensione e/o di corrente e da bipoli passivi lineari (resistenze; impedenze
in c.a.), accessibile da due morsetti, è sempre schematizzabile con un bipolo composto dalla serie di un generatore reale di tensione lineare
detto generatore di Thevenin e di una resistenza equivalente La forza elettromotrice del generatore di Thevenin (Eth) è uguale alla tensione
a vuoto misurata tra i morsetti del bipolo (ETh=(UAB)I=0). La sua resistenza interna (Rth) si ricava:
1.
dal rapporto tra la forza elettromotrice e la corrente di cortocircuito che si ottiene quando si collegano i terminali del bipolo con un
filo di resistenza nulla
2.
determinando la resistenza equivalente del bipolo che si ottiene annullando l'azione di tutti i generatori (quindi aprendo i rami con i
generatori ideali di corrente (I0=0), e cortocircuitando i generatori ideali di tensione (U=0)).
TEOREMA DEL GENERATORE EQUIVALENTE DI CORRENTE (NORTON)
Ogni bipolo ricavato da una rete comunque complessa composta di generatori ideali di tensione e/o di corrente e da bipoli passivi lineari
(resistenze; impedenze in c.a.) è sempre schematizzabile con un generatore reale di corrente lineare detto generatore di Norton. L'intensità
di corrente del generatore ideale di corrente (INo, corrente di Norton) è la corrente che si ha cortocircuitando i terminali del bipolo. La sua
resistenza interna (RNo) si ricava:
1.
2.
dal rapporto tra la tensione a vuoto e la corrente di Norton.
determinando la resistenza equivalente del bipolo che si ottiene annullando l'azione di tutti i generatori (quindi aprendo i rami con i
generatori ideali di corrente (I0=0), e cortocircuitando i generatori ideali di tensione (U=0)). Quindi RNo=Rth
PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI
In un rete lineare, composta cioè di generatori ideali di tensione e di corrente e di resistenze costanti, l'intensità di corrente in un ramo e la
tensione ai capi di un bipolo (gli effetti) si ricavano dalla somma algebrica rispettivamente delle intensità di corrente e delle tensioni ai capi
del bipolo, prodotte da ogni generatore ( la causa) agente singolarmente.
Per annullare l'azione di un generatore di corrente si apre il ramo in cui esso è inserito; per annullare l'azione di un generatore di tensione
si cortocircuita la sua forza elettromotrice.
RENDIMENTO ELETTRICO DI UN GENERATORE REALE DI TENSIONE
E' il rapporto tra la potenza erogata al circuito alimentato dal generatore e la potenza da esso generata. Indicando con E la forza
elettromotrice del generatore e con U la tensione ai suoi morsetti la potenza erogata e data da P=U*I mentre la potenza generata è data da
E*I. Il rendimento elettrico è perciò anche dato dal rapporto tra la tensione ai morsetti del generatore e la sua forza elettromotrice. La
differenza tra la potenza generata e la potenza erogata ( o utile) va persa sotto forma di calore all'interno del generatore e, per la legge di
joule si può porre pari al prodotto della resistenza interna per il quadrato della corrente.
RENDIMENTO DI UN UTILIZZATORE ATTIVO REALE:η=Pu/PA=EC/U
E' il rapporto tra la potenza utile (per un motore è la potenza trasferita all'asse di rotazione che, trascurando gli attriti meccanici, è quella
prelevabile all'asse, data dal prodotto della coppia motrice per la velocità angolare di rotazione) e la potenza assorbita dalla sorgente di
alimentazione. La differenza tra la potenza assorbita e la potenza utile corrisponde alla potenza persa sotto forma di calore. La potenza
assorbita è data dal prodotto della tensione applicata ai morsetti dell'utilizzatore e la corrente assorbita (PA=U*I); la potenza utile è il
prodotto tra la forza controelettromotrice e la corrente (Pu=EC*I); la potenza persa si può porre uguale al prodotto di una resistenza per il
quadrato della corrente (Pj=Ri*I2). Il rendimento è allora anche il rapporto tra la forza controelettromotrice e la tensione applicata.
RENDIMENTO DI UNA LINEA BIFILARE: η = Pu/ Pi = Uu/ Ui
Una linea bifilare è un quadripolo costituito da due bipoli che sono i due fili. La linea trasmette ai morsetti d'uscita la maggior parte della
potenza elettrica ricevuta ai terminali di ingresso. La differenza tra la potenza in ingresso e quella in uscita corrisponde alla potenza persa
per effetto joule nei fili. L'intensità di corrente, uguale nei due fili (sono in serie) è la corrente di linea. La potenza in ingresso è data
dal prodotto della tensione in ingresso per la corrente di linea; la potenza in uscita dal prodotto della stessa corrente per la tensione
d'uscita. Il rendimento della linea è il rapporto tra la potenza in uscita e la potenza in ingresso. La differenza tra la potenza in uscita e quella
in ingresso è pari alla potenza persa per effetto joule nei fili di linea. La potenza persa diviso il quadrato della corrente di linea corrisponde
alla resistenza totale di linea.
CONDENSATORE
Qualsiasi coppia di conduttori (armature) separati da un isolante(dielettrico), costituiscono un condensatore. Se si applica una tensione
tra le armature, si separano cariche elettriche e, nel dielettrico, si forma un campo elettrico. L'armatura collegata al potenziale più alto si
carica positivamente, negativamente l'altra. Le cariche positive e negative sono uguali ed il loro valore assoluto costituisce la carica Q del
condensatore. La carica è proporzionale alla tensione applicata e la costante di proporzionalità è una caratteristica di quel particolare
condensatore che si chiama capacità. Si misura in farad: [F]=[C][V]-1
La capacità di un condensatore piano (armature piane e parallele) è proporzionale al rapporto tra la superficie (A) di una delle armature e
la loro distanza (d). La costante di proporzionalità (ε) è un a caratteristica dell'isolante interposto e si chiama costante dielettrica assoluta e
si misura in farad/m [F][M]
La costante dielettrica assoluta del vuoto vale ε 0= 8,85*10-12 F/m. Il rapporto tra la costante dielettrica assoluta di un isolante e la
costante dielettrica assoluta del vuoto è un numero puro chiamato costante dielettrica relativa (ε r=ε /ε 0). Sintetizzando matematicamente
quanto detto:
•
Q=C*U ( definizione di capacità di un condensatore)
•
C=εε rε 0A/d (capacità condensatore piano)
•
K=U/d (campo elettrico nel dielettrico di un condensatore piano)
Energia elettrostatica
E' l'energia immagazzinata in un condensatore. Detta C la sua capacità, U la tensione tra le armature si ha:
We= 0,5 .C.U2
INDUTTORE
E' un componente che produce un campo magnetico. Da questo punto di vista qualsiasi conduttore percorso da corrente è un induttore.
Chiameremo però preferibilmente induttore il componente che è stato appositamente realizzato per produrre un campo magnetico di dato
valore. Il parametro che lo caratterizza è il coefficiente di autoinduzione L che è definito come il rapporto tra il flusso magnetico
concatenato con il conduttore e l'intensità di corrente che lo produce. Quindi
L=Φ
Φc/I
L'unità di misura si chiama henry (H) e corrisponde al rapporto tra il weber e l'ampere; poiché il weber, unità di misura del flusso
magnetico, è il prodotto di volt*secondo, l'henry è il prodotto di ohm per secondo.
[H]=[Ω][s]
Il coefficiente di autoinduzione dipende dalle caratteristiche geometriche del conduttore, che compaiono come numero di spire N (numeri
di angoli giri compiuti dal conduttore), e dalle dimensioni e dalle proprietà fisiche del mezzo in cui il conduttore sviluppa il suo campo
magnetico. Per fissare le idee pensiamo ad un solenoide ( avvolgimento) rettilineo costituito da N spire circolari di diametro D,
uniformemente distribuite su una lunghezza l. Si ha:
L= N2/Ril
dove Ril=(1/µ)∗l/Α è detta riluttanza. A=πD2/4, è l'area della superficie piana delimitata da una spira, µ è la permeabilità magnetica
assoluta del mezzo in cui il campo si forma. Poiché N è un numero puro, l'unità di misura della riluttanza è l'inverso dell'henry [H]-1. La
permeabilità magnetica è, teoricamente, il coefficiente di autoinduzione che caratterizza da una particolare configurazione circuitale: quella
per la quale N2*A/l=1. Si misura pertanto in henry diviso metro [H][M]-1, unità che non possiede un nome proprio.
Molto importante è la permeabilità magnetica del vuoto: µ0=4π∗
=4π∗10
π∗10-7H/m
Si definisce permeabilità magnetica relativa di un mezzo fisico il rapporto tra la sua permeabilità assoluta e la permeabilità del
vuotoµ
µr=µ
µ/µ
µ0 . E' un numero puro.
Grandezza periodica
E' una grandezza dipendente dal tempo che si ripete ad ogni intervallo di tempo chiamato periodo T che si misura in secondi [s].
Matematicamente è definito da: y(t)=y(t+n.T) dove n è un numero intero; l'espressione significa che il valore della grandezza nell'istante
t si ripete ad ogni multiplo del periodo T.
Il numero di periodi in un secondo è la frequenza f=1/T e si misura in [s]-1 detti Hertz [Hz]
Valore medio: valore medio di una grandezza in un intervallo di tempo T, è il valore costante corrispondente all'altezza del rettangolo
avente come base T ed area uguale all'area della figura sottesa dalla curva dei valori che la grandezza assume in quell'intervallo
(trapezoide). L'area del trapezoide va calcolata algebricamente e come la somma di rettangoli che ricoprono il trapezoide e che hanno come
base piccoli intervalli di tempo Dti , tali che in essi la grandezza vari in pratica linearmente , e come altezza la media aritmetica dei valori
assunti dalla grandezza agli estremi dell'intervallo, preso con il suo segno(yi(t)) . Si ha allora
T.Vmedio=Σ
Σyi(t).∆ti
Valore efficace: è il valore della grandezza che mantenuto costante in un certo intervallo di tempo dà luogo agli stessi fenomeni energetici
della grandezza variabile. Poiché gli effetti energetici dipendono dal quadrato della grandezza elettrica considerata (tensione o corrente) il
valore efficace è la radice quadrata del valore medio dei quadrati della grandezza. Quindi
Y=radQ((1/T)Σ
Σy2i(t).∆ti)
Fattore di forma: è il rapporto tra il valore efficace ed il valore medio.
Grandezza alternata
E' una grandezza periodica il cui valore medio in un periodo è nullo.
Grandezza sinusoidale
E' la grandezza alternata la cui variazione nel tempo è descritta dalle funzioni matematiche seno e coseno. La sua espressione è allora
y(t)=YM.sin(ω
ω.t+φ)
φ) dove YM: valore massimo o ampiezza o valore di piccoω
ω: pulsazione = 360°.f o 2πfφ
φ: fase. Il suo valore efficace è
Y=YM/radQ(2) ed il fattore di forma è Kf=1,11.
Numero complesso
E' una coppia ordinata di numeri reali. Esso può rappresentare il punto del piano cartesiano, detto piano di Gauss, quindi anche il vettore
rappresentato dal segmento che unisce il punto all'origine, orientato verso il punto, quindi anche le grandezze sinusoidali isofrequenziali:
l'ampiezza (o il valore efficace) corrisponde al modulo (lunghezza del vettore), la fase all'angolo che il vettore forma con l'asse delle ascisse.
I due numeri reali sono le coordinate del punto nel piano. Se le coordinate sono l'ascissa e l'ordinata cartesiana del punto il numero
complesso si dice rappresentato in coordinate cartesiane (o rettangolari); se i due numeri reali sono la distanza del punto dall'origine, e
l'angolo che il segmento orientato verso il punto forma con l'asse delle ascisse, il numero complesso si dice in forma polare. La forma
cartesiana è generalmente scritta con la notazione a+j*b dove a, corrispondente all'ascissa del punto è detta parte reale del numero
complesso, mentre b, corripondente all'ordinata, è detta parte immaginaria. Il simbolo j può essere visto come un operatore che fa
effettuare al punto cosiderato una rotazione di 90° in senso antiorario nel piano. Cosi b, punto dell'asse delle ascisse (asse reale),
moltiplicato per j diventa il punto sull'asse delle ordinate che dista b dall'origine. L'operatore j gode della proprietà fondamentale nei
calcoli:
j2=-1
IMPEDENZA
In alternata sinusoidale è il numero complesso che esprime il rapporto tra il numero complesso che rappresenta la tensione ed il numero
complesso
che
rappresenta
la
corrente.
Comunemente
è
indicata
con
Z.
E', si potrebbe dire, la "resistenza" in alternata. Essa tiene conto dei fenomeni di consumo di energia elettrica e dei fenomeni di accumulo
di energia elettromagnetica. La parte reale del numero complesso rappresenta il fenomeno dissipativo e corrisponde alla resistenza, R,
nella schematizzazione con elementi in serie; la parte immaginaria, detta reattanza, X, è associata ai fenomeni energetici di accumulo. La
resistenza è un numero sempre positivo, la reattanza può essere positivo o negativo: mel primo caso prevale l'accumulo di energia
magnetica (impedenza induttiva) , nel secondo quello di energia elettrostatica (impedenza capacitiva). Riassumendo si ha, indicando con U
ed I i numeri complessi che rappresentano tensione e corrente:
U/I=Z=R+j*X
X>0 -> impedenza INDUTTIVA
X<0 -> impedenza CAPACITIVA
Z = radQ(R2+X2) è il modulo dell'impedenza e corrisponde al rapporto dei valori efficaci di tensione e corrente; θ=arctan(X/R) il
suo argomento ed è l'angolo formato dai i vettori rappresentativi della tensione e della corrente.
Potenza istantanea
E' il prodotto dei valori istantanei di tensione e corrente, u(t) ed i(t), che sono i valori di tensione e di corrente nel generico istante t.
p(t)=u(t)*i(t)
Potenza apparente
E' il prodotto dei valori efficaci di tensione, U, e di corrente, I. Generalmente indicata con S, l'unità di misura è chiamata voltampere, VA.
S=U*I
E' detta anche di dimensionamento poiché in base ad U ed I si dimensionano , rispettivamente, l'solamento tra i conduttori e la loro
sezione.
Fattore di potenza
Tensione e corrente in un'impedenza sono sfasate, cioè oscillano con la stessa frequenza ma l'una ritarda sull'altra di un tempo che, nella
rappresentazione vettoriale di tensione e corrente, corrsiponde ad un angolo φ, il cui coseno è detto fattore di potenza. Coincide con
l'argomento dell'impedenza. Si dice comunemente cosfì perché il simbolo più comunemente usato per indicare tale angolo è la lettera greca
φ: (cosφ
φ). E' il rapporto tra la resistenza ed il modulo dell'impedenza.
POTENZA ATTIVA
E' la potenza media che fluisce dal generatore all'utilizzatore. Si misura in watt ed il simbolo comunemente usato per essa è P. E' la
potenza che dà luogo all'energia elettrica effettivamente consumata, quella che si paga: 1 kilowattora (1 kWh=1 kW*1h) è l'energia
consumata in un'ora da un apparecchio che assorbe la potenza attiva di un kW. La potenza attiva è quella relativa ai resistori.
E' data dal prodotto della potenza apparente per il fattore di potenza.
P=S*cosφ
φ
POTENZA REATTIVA
Indicata con Q rappresenta il picco di potenza scambiata tra generatore ed utilizzatore. E' data dal prodotto della potenza apparente
per il seno dell'angolo di sfasamento tra tensione e corrente.
P=S*sinφ
φ
La potenza reattiva è quella immagazzinata in induttori e condensatori. La potenza totale reattiva ne è la somma algebrica,
considerando positive le potenze reattive degli induttori, negative quelle delle capacità
Triangolo di potenza
S, P e Q sono legate dalla relazione
S=radQ(P2+Q2)
Per il teorema di Pitagora S è l'ipotenusa di un triangolo rettangolo di cateti P, l'orizzontale) e Q (verticale). Dopo aver disegnato il
cateto P, orizzontale, si segna il cateto Q, verticale, verso l'alto se la Q è induttiva, verso il basso se è capacitiva.
Potenza complessa
E' un numero complesso la cui parte reale è la potenza attiva e la cui parte immaginaria è la potenza reattiva. Si ottiene
moltiplicando il numero complesso rappresentativo della tensione, U,per il numero complesso coniugato, I, rappresentativo della
corrente, I. E' dunque rappresentabile con un vettore di ampiezza pari alla potenza apparente che forma con l'asse dei reali un
angolo che coincide con lo sfasamento tra la tensione e la corrente. Si ha pertanto
U*I=S=P+jQ
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