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Corso di Elettrotecnica Capitolo II

La potenza elettrica

di Gennaro Bottiglieri

La potenza elettrica è il < lavoro > compiuto nell’unità di tempo dalle cariche elettriche durante lo spostamento tra due punti di un conduttore a diverso potenziale.

Essa viene indicata con la lettera P e può essere paragonata alla potenza idraulica. Infatti come la potenza di una corrente di acqua è proporzionale al dislivello e alla quantità di acqua che passa nel tubo nell’unità di tempo, analogamente la potenza elettrica è proporzionata a :

• La tensione V

• L’intensità di corrente I

La potenza elettrica è data dal prodotto della tensione per l’intensità di corrente e quindi risulta tanto maggiore quanto maggiore è la tensione e quanto maggiore è l’intensità di corrente

P = V x I          V = P/I        I = P/V

La potenza elettrica viene misurata in Watt (W), cioè

Volt x Ampere = Watt

Per valori elevati di potenza, normalmente si usa il (KW), che corrisponde a 1000 W

La potenza può essere espressa anche in Cavallo-Vapore ( CV).

Il CV ed il KW sono legati tra loro dalle seguenti formule:

kW x 1,36 = CV    CV / 1,36 = kW

Ad esempio: la potenza assorbita da un motore elettrico, alimentato con una tensione di 600 Volt e da una corrente di 2700 Ampère 600 V x 2700 A = 1620000 W = 1620 KW.

Questa potenza, espressa in Cavalli-Vapore risulta di:

1620 KW x 1,36 = 2200 CV

EFFETTO TERMICO

L’effetto termico, detto anche < effetto joule > è prodotta dalla resistenza elettrica quando è percorsa da corrente. Infatti, la resistenza elettrica quando è attraversata dalla corrente provoca sempre uno sviluppo di calore.

La potenza elettrica trasformata in calore si misura in Watt e dipende dal valore:

• Della resistenza

• Dell’intensità di corrente al quadrato

Infatti, come si è visto, la potenza elettrica P è data da:

P = V x I

Dove V, dalla legge di Ohm, è data da:

V = R x I

Sostituendo V nella formula della potenza, si ha che la potenza trasformata on calore è data da:

P = R x I x I

POTENZA TRASFORMATA IN CALORE =  R I²

L’effetto termico, negli impianti non destinati alla produzione di calore, costituisce sempre una perdita di potenza elettrica.

Per limitare questa perdita, quando non è possibile ridurre la corrente, occorre diminuire il valore della resistenza elettrica dei conduttori, aumentandone la sezione ed impiegando materiali a bassa resistività. Naturalmente occorre tener presente le caratteristiche dell’impianto e del relativo costo.

NOTA: In pratica, la sezione più idonea ad assegnare ai conduttori viene ricavata dalle tabelle C.E.I che riportano l’intensità di corrente e la tensione massima ammissibile nei conduttori per diverse sezioni unificate, per tipo di cavo e condizioni di esercizio.

DENSITA’ DI CORRENTE

La densità di corrente rappresenta l’intensità di corrente che attraversa ogni millimetro quadrato di sezione di un conduttore. Essa è data dal rapporto tra l’intensità di corrente che attraversa il conduttore e la sezione del conduttore stesso.

La densità di corrente, esprimendo l’intensità di corrente in ampère e la sezione in mm², si esprime in ampère/mm²

Ad esempio: La densità di corrente esistente in un conduttore della sezione di 50 mm², attraversato da una corrente di 150 ampère, è di:

La densità di corrente, serve per determinare la sezione più idonea da assegnare ai conduttori di un impianto elettrico, per contenere le perdite per effetto termico e le spese d’acquisto dei conduttori entro limiti accettabili.

I valori di densità di corrente variano a seconda delle caratteristiche dell’impianto,quali:

• Temperatura ambiente

• Intensità di corrente

• Tipo di rivestimento del conduttore

• Tipo del conduttore

Per calcolare la sezione di un conduttore, quando è nota la densità di corrente, si applica la seguente formula:

Esempio: La sezione da assegnare ai conduttori di una linea che deve essere attraversata da una corrente di 20 ampère ( densità d= 4 ) , risulta di: