Corrente alternata: Potenza attiva, reattiva ed apparente

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Testo

POTENZA IN REGIME VARIABILE

In un circuito a corrente variabile, di forma qualsiasi con andamento periodico, oltre alla potenza istantanea, data dal prodotto tra i valori istantanei di V ed I, si definiscono altre potenze, ricavate in un periodo:
• potenza attiva;
• potenza apparente;
• potenza reattiva.

POTENZA ATTIVA
La potenza attiva è quel valore di potenza che, moltiplicato per il periodo, fornisce l’energia trasformata durante il periodo stesso. Si indica con P, si misura in Watt e coincide con il valore della componente continua della potenza istantanea in un periodo. Essa è quindi la potenza dissipata nelle resistenze.
In regime sinusoidale, la potenza attiva è data dalla seguente relazione:
P=V•IcosI= =VR•IR==VR2/R

POTENZA APPARENTE
La potenza è data dal prodotto del valore efficace della tensione per il valore efficace della corrente, indipendentemente dalla loro andatura nel tempo. Di indica con S e si misura in Volt-Ampère(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). Ciò avviene solo se il circuito è formato da soli resistori. In tutti gli altri casi la potenza apparente è maggiore di quella attiva.
In regime sinusoidale la potenza apparente è data dalla seguente relazione:
S=V•I=Z•I2 =V2/Z=√(P2+Q2)

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.
Nell’arco di un periodo avvengono alternativamente scambi di energie tra il campo elettrico o quello magnetico ed il resto del circuito senza acuna dissipazione.
La potenza reattiva è quindi la potenza che alternativamente fluisce nella reattanza senza essere trasformata in altre forme di energia.
Si indica con il simbolo Q e si misura in VAR (Volt-Ampère reattivi).
La potenza reattiva è dunque la potenza che va e viene dal generatore e si riscontra solo se nel bipolo è presente qualche reattanza.
Essa è data dalla seguente relazione:
Q=V•I•sens= =VX•Ix = VX2/ Ix

TEOREMA DI BOUCHEROT

In una rete complessa possono essere presenti contemporaneamente più resistori, induttori e condensatori.
Il calcolo della potenza è regolato dal teorema di Boucherot, per il quale la potenza attiva totale è data dalla somma delle potenze dissipate da ogni resistore:

PT=P1+P2+…+Pn

Mentre la potenza reattiva totale è ottenuta come somma algebrica delle singole potenze reattive: le potenze induttiva e capacitiva si compensano e quando sono uguali in valore assoluto si alimentano a vicenda:

QT=QL1+QL2+…+QLn-(QC1+QC2+…+QCn)

La potenza apparente totale è diversa dalla somma delle singole potenze apparenti ed è espressa dalla seguente relazione:

ST=√(PT2+QT2).

Esempio