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Verso del flusso di potenza

Domanda:

E' possibile, in alternata, capire da che parte sta il carico, con una misura di potenza attiva? Come fa il wattmetro a dotare P di segno? C'è forse una "velocità di deriva" che si compone con l'oscillazione, dando origine al "segno" della potenza?

Risponde admin

Non c'è alcuna velocità di deriva in alternata. Gli elettroni della banda di conduzione, oscillano attorno alla posizione dalla quale, mediamente, "non si spostano", se si esclude la componente di velocità, elevatissima ma completamente casuale in direzione è verso, legata all'energia termica.
Il segno della potenza è una convenzione per riconoscere matematicamente in che senso avviene il flusso di energia. E' legato ai versi stabiliti per la polarità della tensione e per il verso convenzionale della corrente.
La potenza ha il verso della corrente nel polo positivo. Nel wattmetro, per un'indicazione positiva, occorre che il polo positivo della tensione sia applicato al morsetto voltmetrico contrassegnato e che la corrente entri dal morsetto amperometrico pure contrassegnato.
Nel caso di una linea che ci passa davanti e di cui non conosciamo la posizione di generatore ed utilizzatore, si fa l'ipotesi, ad esempio, che l'utilizzatore sia a destra. Ciò equivale a stabilire la polarità positiva per la tensione ed il verso positivo per la corrente. Si inserisce il wattmetro rispettando questa scelta e, se la tensione e la corrente hanno effettivamente la polarità ed il verso ipotizzati, (od anche entrambi opposti) l' indicazione del wattmetro è positiva. Se, o il verso della corrente, o la polarità della tensione, non corrispondono all'ipotesi, il wattmetro segna negativo. Nel primo caso l'utilizzatore è effettivamente a destra, nel secondo caso a sinistra.
In alternata la potenza attiva, misurata dal wattmetro, è il valore medio della potenza fluttuante, la quale assume sempre sia valori positivi che negativi. Il flusso di energia avviene, in generale, in entrambi i versi lungo la linea. Mediamente prevale uno dei due, ed il segno della potenza attiva, dopo aver stabilito il senso da considerare positivo, sta indica qual è. Il segno della potenza attiva è determinato dall'angolo di sfasamento tra la tensione e la corrente alternate, le quali, a loro volta, cambiano di polarità e verso continuamente, quindi segno, rispetto a quelli scelti come positivi. Il considerare un polo o l'altro come positivo per la tensione, od un senso o l'opposto come verso positivo della corrente, significa considerare le oscillazioni reali con una certa fase o con fase opposta.
Il wattmetro fornisce un'indicazione proporzionale al prodotto dei valori efficaci di corrente e tensione, entrambi valori positivi, per il coseno dell'angolo di sfasamento tra le due grandezze oscillanti. Se lo sfasamento tra la tensione della voltmetrica e la corrente nell'amperometrica, i cui versi positivi sono valutati secondo quanto stabilito dai morsetti contrassegnati, è minore di 90°, l'indicazione del wattmetro è positiva; negativa se lo sfasamento è maggiore di 90°. Il senso secondo cui valutare il segno è sempre quello stabilito per la corrente nel punto a potenziale più elevato.
Quindi ancora, come in continua, inserito il wattmetro secondo l'ipotesi che il carico sia a destra, se il wattmetro indica positivo, il flusso di potenza attiva è verso quella posizione; verso l'opposto in caso contrario.
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Commenti e note

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Anonimo1,

Innanzitutto devo dire che quanto chiedi c'entra poco con il tema della pagina. Convenzionale deriva da convenzione, è vero, ed in questa pagina si parla della convenzione adottata per dare un significato al segno della potenza. Ma penso che tu abbia sentito questa terminologia in un contesto diverso, anche perché accenni alla potenza specifica.

La potenza convenzionale serve in genere per stabilire con l'ente di distruibuzione dell'energia elettrica, la potenza contrattuale di fornitura per un impianto. Si fanno delle ipotesi sull'utilizzo delle varie apparecchiature elettriche e sulla contemporaneità del loro impiego, in base all'esperienza ricavate da impianti dello stesso tipo, assumendo dei coefficienti di utilizzo e di contemporaneità. Ad esempio ci sono 10 motori di potenza nominale Pn che funzionano generalmente a 3/4 della loro potenza nominale, quando funzionano. Inoltre non funzionano tutti insieme ma solo la metà potrà essere contemporaneamenteattiva. Il fattore di utilizzazione è dunque Ku=0,75, mentre quello di contemporaneità è Kc=0,5. La potenza contrattuale allora, invece di 10*Pn, che è la potenza di tutti i motori se funzionassero contemporaneamente a piena potenza, e che si chiama potenza installata, potrà essere uguale alla potenza convenzionale Pconv=Kc*Ku*10*Pn= 0,375*Pn.

Veniamo alla potenza specifica. L'aggettivo "specifico", che si applica anche ad altre grandezze fisiche (peso specifico, volume specifico, calore specifico ecc.), sta a significare che queela grandezza è riferita al valore unitario di un'altra grandezza e corrisponde al rapporto tra la grandezza stessa e quella presa come riferimento. Così il peso specifico di un corpo è il rapporto tra il peso del corpo ed il suo volume, quindi corrisponde al peso dell'unità di volume. Non sfugge a questa regola la potenza specifica: è il rapporto tra la potenza di una macchina e la sua massa ad esempio. Se leggi questo articolo troverai ad esempio a cosa può servire: ad esempio capire che a parità di potenza un motore veloce è più piccolo di un motore lento.

La potenza convenzionale può anche essere una potenza specifica, cioè una potenza riferità all'unità di superficie di una determinata struttura edilizia. Moltiplicando quella potenza convenzionale per la superficie della struttura si ha un'idea della potenza che si dovrà prevedere per l'impianto elettrico di quella struttura.

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di Anonimo1,

ing.martini mi può dire cortesemente cosa sia la Potenza convenzionale,a cosa serve , e come si calcola?e analogamente mi puo dire che cosa è la potenza specifica,a cosa serve e come si calcola?grazie 1000

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