"MauroF" <fiorinmauro_at_keycomm.it> wrote in message news:<b6ug1b$9km$1_at_geronimo.keycomm.it>...
> Ciao a tutti.
> Ho un piccolo dubbio da chiarire.L'altro giorno parlando con alcuni amici �
> nata una discussione sul fatto che Watt e VoltAmpere siano o meno la stessa
> cosa. Per la precisione si parlava in merito all'assorbimento di un
> diffusore acustico che a fronte di due finali interni (uno da 100 e uno da
> 300 watt) ha un assorbimento di 175 VA. Dai miei ricordi di fisica ho
> sostenuto che W=V*A ma nessuno mi ha dato ragione. Il problema � che nessuno
> mi ha saputo dire la differenza tra Watt e VA.
> Qualcuno mi sa illuminare?
> Grazie a tutti.
> Ciao
> MauroF
Ciao,
il Watt e' l'unita' di misura della potenza, ossia esprime la
rapidita' con la quale un certo lavoro viene svolto.
Nel modello dell'elettrotecnica, fondamentalmente, si ha a che fare
con tre tipi di componenti: resistori, condensatori ed induttori. Gli
ultimi due sono detti non dissipativi ed in pratica sono in grado di
restituire integralmente il lavoro che su di essi viene compiuto, con
il risultato che essi non *dissipano* energia. Quello che viene loro
dato, restituiscono. Allora se immaginiamo di caricare uno, due od una
combinazione qualsiasi di elementi di questo tipo, avremo compiuto un
lavoro ma, se attendiamo, questo lavoro ci viene restituito.
Carichiamo il nostro sistema di energia, ed in una fase successiva
attendiamo che il sistema ce la restituisca. Questo e' quello che
avviene anche in *regime sinusoidale*, dove i concetti di potenza
reattiva e attiva sono nati. Ora ci arrivo. Allora io mi chiedo: se
carico il mio sistema di energia e poi questa mi viene restituita,
qual'e' il lavoro che ho compiuto dall'inizio ad adesso? Risposta:
niente, perche' tutto quello che ho fatto per caricare l'ho riavuto
indietro nella seconda fase. E dunque quanta potenza mi e' servita per
fare questo lavoro? Beh, se parliamo di *potenza media* ossia
l'integrale di questo lavoro nel tempo, vediamo che vale zero. Ovvio
che per caricare il sistema ho fatto un certo lavoro e mi e' servita
una certa potenza, ma se considero "tutto" il tempo, visto che mi
viene restituito tutto, queste stesse grandezze mediate hanno valore
nullo. Spero che sia chiaro fin qui e di non essere stato troppo
impreciso...
Come sai, in elettrotecnica le grandezze che interessano sono tensione
V e corrente I. Cosa mi rappresenta il prodotto V*I? Allora, V e' un
lavoro per unita' di carica, I e' una carica per unita' di tempo...V*I
ha proprio le dimensioni di una potenza. Attenzione pero', supponi di
avere la funzione V(t) e la I(t), che variano in un certo modo nel
tempo, allora V(t)*I(t)=P(t), la *potenza istantanea*. Ritornando al
circuito di soli induttori e capacitori, se tu consideri P(t), vedrai
che ha un certo andamento, ma se la integri, ottenendo cosi' la
potenza media, vedrai che vale zero. Il perche' dovrebbe essere chiaro
dal discorso precedente, quello che tu fornisci al sistema, ti viene
restituito. E veniamo al regime sinusoidale, in cui
V(t)=V*cos(wt) ed I(t)=I*cos(wt+phi)
Ci farebbe piacere esprimere, se possibile, la potenza media quando le
grandezze hanno un andamento sinusoidale. Bene, si trova che tale
potenza media vale:
0.5*V*I*cos(phi) [W]
Guardacaso, se valuti questa formula prendendo correnti e tensioni in
un circuito composto di soli condensatori ed induttori, trovi che
cos(phi) vale sempre zero, perche' phi vale +o- 90 gradi...questo ha
senso, visto che abbiamo gia' notato che se il circuito mi restituisce
quello che gli do, in media io non compio lavoro.
Ora attenzione: il fatto che io in media non compia lavoro NON
significa che V ed I (i valori di cresta delle grandezze) siano
piccoli, nulli ecc. Anzi, io posso avere delle tensioni enormi, delle
correnti grandissime nel mio circuito! Di questo fatto io devo tenere
conto, perche' alla fine io dovro' realizzare un tale circuito e puo'
darsi benissimo che i miei componenti *reali*, per cosi' dire, non
"reggano" allo sforzo. Non dimentichiamo che questi componenti sono
delle approssimazioni, valide in un certo intervallo delle grandezze
da cui l'approssimazione dipende. Ma come faccio a tener conto di
questo "sforzo"? Semplice, considero il prodotto V*I, delle grandezze
di cresta. Questa e' una misura del range operativo del mio circuito,
ma NON rappresenta un tasso di energia scambiata. Ci si riferisce ai
"Voltampere".
Ancora, anche se in media ottengo indietro quello che ho dato,
qualcosa ho dato, all'inizio, no? C'e' un quantitativo di energia che
continuamente rimbalza da me al circuito, senza che nessuno dei due ne
trattenga una parte...come tengo conto di questo? Chiamo questo tipo
di energia "reattivo", e la misuro come:
V*I*sin(phi) [VAR]
Ecco i "Voltampere reattivi", che mi danno conto di quanta energia nel
sistema viene continuamente scambiata, senza andare perduta.
E veniamo ai resistori: questi componenti, al contrario degli altri
due, trasformano in calore l'energia elettrica che viene loro fornita.
Non restituiscono proprio un bel niente! Tutto quello che gli dai, se
lo "mangiano". Se consideri ancora una volta il regime sinusoidale e
provi a calcolare la potenza media vedi che vale, per un circuito di
soli resistori:
0.5*V*I*cos(0) = 0.5*V*I [W]
Quindi essi in media assorbono un'energia, la trasformano in calore,
pari alla meta' del prodotto tra i valori di cresta di tensione e
corrente ai loro capi. Allora proviamo a tirare le fila del discorso:
abbiamo un circuito composto dai tre tipi di componenti, ed una
sorgente che li alimenta, fornisce dell'energia e tale che correnti e
tensioni sono sinusoidali.
- I Watt, V*I*cos(phi), mi danno conto della potenza media assorbita
dal circuito, ma a me piace di piu' dire che rappresentano l'energia
trasformata in calore nel periodo della sinusoide. In regime
sinusoidale, la potenza media viene chiamata anche "potenza attiva" o
"potenza r.m.s" ed e' associata ai resistori presenti nel circuito.
- I VAR, V*I*sin(phi), rappresentano la parte di energia, comunque
fornita all'inizio dal generatore (tanto per dire che non e' gratis),
che pero' viene scambiata avanti ed indietro senza andare convertita
in calore. E' un po' come quando paghi il vetro delle bottiglie in
anticipo.. poi ti restituiscono i soldi ma tanto li devi rimettere se
vuoi comprare altre bibite...
Si parla di "potenza reattiva" ed e' associata, come abbiamo visto,
agli elementi non dissipativi induttori e capacitori.
- I VA, il prodotto V*I dei valori di cresta, mi da' una misura dei
"confini" del circuito, quanto sono grandi le correnti e quanto le
tensioni...non posso essere molto preciso qua, io non considero mai i
VA ma credo che risulti un parametro importante nelle applicazioni di
potenza, od anche in macchine elettriche.
Spero di esserti stato d'aiuto,
M
Received on Thu Apr 10 2003 - 10:05:09 CEST
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