Potenza monofase (da V e A)
Calcola potenza attiva, reattiva e apparente da tensione, corrente e fattore di potenza (cosφ). Triangolo delle potenze per impianti monofase 230V.
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Formula e metodo
Dati: V = 230 V, I = 16 A, cosφ = 0,90. Output atteso: P ≈ 3,31 kW, S ≈ 3,68 kVA.
Calcolo della potenza elettrica
La potenza in un circuito monofase si calcola come P = V × I × cosφ, dove V è la tensione efficace, I la corrente efficace e cosφ il fattore di potenza. Questo prodotto fornisce la potenza attiva in watt, quella effettivamente utilizzata dal carico per compiere lavoro utile come movimento meccanico, calore o luce. È la grandezza che determina il consumo energetico fatturato.
Potenza attiva, reattiva e apparente
La potenza apparente S = V × I (in VA) rappresenta il prodotto tensione-corrente senza considerare lo sfasamento tra le due grandezze. La potenza reattiva Q = V × I × sinφ (in VAR) è la componente che oscilla tra sorgente e carico senza produrre lavoro utile. Il triangolo delle potenze lega queste grandezze: S² = P² + Q². Un basso fattore di potenza significa alta potenza reattiva.
Importanza del fattore di potenza
I fornitori di energia penalizzano i consumi con basso fattore di potenza (tipicamente sotto 0,9) perché richiedono maggiore corrente a parità di potenza utile, sovraccaricando le linee di distribuzione e i trasformatori. Il rifasamento con condensatori migliora il cosφ, riduce le perdite nei cavi e può eliminare completamente le penali in bolletta.
Misura e verifica
Per misurare la potenza attiva si usa il wattmetro; per la potenza apparente bastano un voltmetro e un amperometro. Il rapporto P/S fornisce il fattore di potenza. Negli impianti industriali, analizzatori di rete digitali misurano continuamente tutte queste grandezze, permettendo di ottimizzare i consumi e individuare anomalie.
Domande frequenti
Calcola la potenza attiva (P in watt), cioè quella che fa lavoro utile, partendo da tensione, corrente e fattore di potenza. La potenza apparente (S = V × A) è sempre maggiore se cosφ < 1.
La pinza amperometrica misura i VA (potenza apparente). Il wattmetro misura i W (potenza attiva). La differenza è il fattore di potenza. Se cosφ = 0,8: VA × 0,8 = W.
Servono strumenti specifici: analizzatore di rete, power quality meter, o alcune pinze avanzate. In alternativa, dividi P (watt, dal contatore) per S (VA, da tensione × corrente).
Per l'utente domestico: solo un problema di corrente più alta (cavi più grossi). Per aziende: penali in bolletta per energia reattiva. Si corregge con condensatori di rifasamento.
Esattamente 1. Forni, stufette, bollitori sono resistivi: P(W) = P(VA). Non c'è sfasamento tra tensione e corrente. È il caso più semplice: P = V × I senza fattore di correzione.