edutecnica

Potenza

      

Se un utilizzatore è percorso da una corrente continua e ai suoi morsetti è applicata una tensione V, la sua potenza assorbita è:

Nel caso delle resistenze per le quali vale la legge di Ohm  V = R·I   questa equazione può anche essere espressa nelle due forme:

          oppure                  

La potenza si misura in Watt [W].


Energia

      

L'energia assorbita da un utilizzatore, oppure erogata da un generatore, è data dal prodotto della potenza per il tempo in cui viene erogata/assorbita.

Se la potenza è espressa in Watt e il tempo in secondi, allora, l'energia si esprime in Joule [ J ].
Spesso l'energia viene espressa in multipli del joule; l'unità usata più di frequente è il kWh (chilowattora).

Un chilowattora è l'equivalente di un chilowatt di potenza trasferita o consumata in un'ora.

1 kW = 103 W mentre

1 h = 3600 s   dunque, risulta essere:

1 kWh = 103·3600 W·s = 3.600.000 J = 3,6·106 J

Occorre osservare che l'unità standard internazionale per l'energia è il Joule, mentre l'ora non è un'unità SI per il tempo, quindi il chilowattora non è un'unità SI standard per l'energia.

Il chilowattora viene utilizzato dai fornitori di distribuzione elettrica ai fini della fatturazione delle famiglie e di altri clienti che non consumano grandi quantità di energia. Ma per la misurazione di maggiori quantità di energia elettrica ai clienti industriali e per fare riferimento alla produzione di energia elettrica, vengono utilizzati megawattora (MWh), gigawattora (GWh) e terawattora (TWh).

Per dare un'idea a cosa equivale un chilowattora di elettricità, facciamo qualche esempio:

Uno scaldino elettrico della potenza nominale di 1 kW consuma in un'ora 1 kWh.
1 kWh è sufficiente per guardare la televisione per 10 ore utilizzando un televisore da 100 Watt.
Una lampadina da 40 watt può funzionare per 25 ore consecutive e consuma 1 kWh.
1 kWh può alimentare un computer per 5-10 ore.

Inoltre, in questi periodi di crisi energetica, è utile considerare che :

1 metro cubo di metano corrisponde a circa 10,7 kWh termici.
1 litro di gasolio corrisponde a circa 8,5 kWh termici.
1 kg di pellet (abete) corrisponde a circa 4,8 kWh termici.

Effetto Joule

      

In una resistenza l'energia elettrica assorbita si trasforma in calore. L'unità di energia termica più usata è la chilocaloria [ kcal ] che rappresenta l'energia che deve essere somministrata ad 1 kg di acqua per elevarne la temperatura di 1*C (da 14° a 15°). La chilocaloria corrisponde a 4185 J



Rendimento

Per rendimento di un generatore si intende il rapporto fra la potenza erogata dal generatore ai suoi morsetti e quella generata. Considerando il disegno seguente, dove con rg si indica la resistenza interna al generatore E.

            potenza erogata

               potenza generata

avremo:

Eseguendo un ragionamento analogo il rendimento di un motore è dato dal rapporto fra la potenza elettrica utilizzata e quella assorbita


Il rendimento di una linea è dato dal rapporto fra la potenza disponibile al termine della linea e quella fornita al suo inizio.


Il rendimento di trasferimento di potenza da un generatore ad un utilizzatore è dato dal rapporto fra la potenza trasferita all'utilizzatore Pu e quella generata Pg dal generatore: