Quando trattiamo temi relativi all’elettricità, uno dei concetti più utilizzati è quello della potenza elettrica. Infatti, è uno dei termini fissi che compongono la bolletta della luce. In questa occasione, spiegheremo in cosa consiste esattamente e come si può calcolare.
Definizione di potenza elettrica
La potenza elettrica è la velocità per unità di tempo alla quale l’energia elettrica si trasferisce in un circuito elettrico. In parole più semplici, possiamo considerarla come la quantità di energia che consuma o genera un elemento in un preciso momento.
Una lampadina, ad esempio, si può definire con una potenza di 12W e ciò significa che, quando è in funzionamento, consuma tale quantità di energia in un preciso momento.
Nel caso di un’abitazione, se si ha un contratto di 5kW questa sarà la potenza massima che si potrà utilizzare. Potremo quindi cucinare con il fornello a induzione (2.2kW), avere la lavatrice in funzionamento (1.5kW) e il riscaldamento allo stesso tempo (1kW) dato che sommando il consumo si ottiene 4.75kW. Tuttavia, se si accende, per esempio, il microonde (0.9kW) “salterà” il contatore della luce.
Formule per calcolare la potenza elettrica. Impara come farlo!
Dalla sua definizione, si può dedurre che la potenza si calcola come la carica elettrica che passa in un tempo limitato attraverso una differenza di potenziale.
Solitamente possiamo definire la potenza di un apparato elettrico come il prodotto della tensione alla quale è connesso (V) e l’intensità della corrente che lo attraversa (I). Il risultato è P = V * I, senza dubbio la versione più conosciuta della potenza elettrica.
Didascalia:
- Q la carica elettrica misurata in Coulomb
- t il tempo in secondi
- V la differenza di potenziale o voltaggio misurato in Volts
- I la corrente elettrica in Ampere
Formula della potenza in corrente continua
La formula per calcolare la potenza elettrica nei circuiti in cui si applica una corrente continua è uguale a quella indicata nel punto anteriore. Se, inoltre, si considera un circuito resistivo, si può impiegare la legge di Ohm (V = I * R) per sviluppare espressioni alternative:
In cui R è la resistenza elettrica.
Per esempio, nel caso di un dispositivo che lavora a 24V e per il quale circolano 10mA (milliampere) si può calcolare la potenza con la seguente formula:
P=VI=24·0’01=0.24W
Formula della potenza elettrica con corrente alternata
In questo caso, gli elementi induttivi e capacitivi dei circuiti generano uno sfasamento tra la tensione e la corrente. Per questo motivo, si devono tenere in considerazione i valori quadratici medi delle due grandezze.
In corrente alternata, bisognerà calcolare da una parte la tensione:
Con un valore massimo Vp e una frequenza f essendo i valori tipici 230V e 50Hz in caso di una rete elettrica domestica.
Dall’altra parte la corrente:
In cui compaiono il valore massimo (Ip), la frequenza (f) e lo sfasamento (φ) che introducono gli elementi reattivi.
La formula della potenza elettrica in corrente alternata è quindi la seguente:
Applicando un po’ di trigonometria e sostituendo i valori massimi per quelli efficaci (valore quadratico medio o rms, dall’inglese root mean squared) si ottiene che:
In cui compaiono un primo termine costante che è la potenza attiva e un secondo termine variabile.
Ad esempio, considerando una carica lineare (in cui il cos(φ) coincide con il fattore di potenza), si può calcolare così la potenza attiva che sviluppa un dispositivo che lavora a 220V AC monofase, per il quale circolano 15A e con un fattore di potenza di 0.9:
P=220·15·0’9=2970W=2’97KW
Come si misura la potenza elettrica
Una volta compreso come calcolare la potenza elettrica, verifichiamo come misurarla in casi reali in cui non si può o non si desidera realizzare calcoli.
Per misurare la potenza, si può utilizzare un Wattmetro.
Wattmetro
Il Wattmetro, digitale o analogico, è un dispositivo che permette di misurare la potenza di un determinato circuito. Nella sua versione analogica, è composto da due bobine fisse (amperometriche) che misurano la corrente e una mobile (voltmetrica) che misura la tensione. Le bobine di corrente si connettono in serie mentre quella del voltaggio in parallelo.
Le versioni digitali più moderne mostrano diverse volte al secondo la tensione e l’intensità e a partire da esse calcolano la potenza. Puoi trovare questi misuratori di potenza nel nostro negozio online. Consentono di calcolare il consumo collegandoli tra la rete elettrica e un qualunque dispositivo.
La potenza elettrica sulla bolletta della luce
Come indicato in altre occasioni, il termine di potenza contrattata è la potenza massima che si può consumare in un determinato momento. È una delle parti fisse della bolletta e tra le prime da adattare alle nostre reali necessità se si desidera risparmire sul consumo elettrico.
Adesso sappiamo di più sulla potenza elettrica e come calcolarla sia in circuiti con corrente alternata che con corrente continua.