Misura di potenza con un wattmetro
Nel caso di circuiti alimentati con tensione alternata monofase la misura di
potenza costituisce una’operazione più complessa rispetto al semplice prodotto
V*I. Infatti il prodotto dei valori misurati dagli strumenti, un amperometro e un
voltmetro, serve a definire quella che viene normalmente indicata come A,
potenza apparente, misurata in voltampere. Per realizzare una misura di
potenza attiva P, è necessario moltiplicare il prodotto V*I ancora per il fattore
di potenza cosφ, dove φ è l'angolo di sfasamento tra le due grandezze
tensione e corrente. Per ultimo, conoscendo A e P, cioè rispettivamente
potenza apparente e attiva, si potrà determinare la potenza reattiva attraverso
il cosiddetto triangolo delle potenze.
In laboratorio si procede nel seguente modo: dato un carico costituito da una
resistenza e un’induttanza, si monta il circuito indicato in figura 1.
Fig. 1
La posizione a valle dell’amperometro consente di misurare l’effettiva corrente
che attraversa il carico.
Per ogni valore di tensione si ottengono i seguenti valori:
V, misurata dal voltmetro;
I, misurata dall’amperometro.
Con queste due grandezze si ottiene quindi il prodotto V*I che definisce A,
potenza apparente, misurata in Voltampere.
Successivamente si procede alla misura con il wattmetro, collegato come
indicato dalla figura 2.
NOTA: Come si vede, il
wattmetro ha 4 prese
destinate ai collegamenti,
due dedicata alla parte
voltometrica dello strumento,
due a quella amperometrica.
Di conseguenza i due
morsetti contraddistinti con V
verranno collegati in
parallelo, come tutti i
voltmetri, i due morsetti
distinti con I, saranno
collegati in serie come gli
amperometri.
Fig. 2
Per la misura con il wattmetro analogico si procede nel modo seguente:
1. si legge il numero delle divisioni segnate dalla lancetta; si calcola la
portata dello strumento moltiplicando la portata voltometrica per quella
amperometrica (entrambe sono indicate sullo strumento. Ad esempio:
300 V per la portata voltometrica e 10 A per la portata amperometrica, la
portata del wattmetro è P = 300* 10 = 3000 W).
2. Stabilita la portata si divide per il numero delle divisioni di fondo scala
dello strumento, ottenendo così la costante di lettura K dello strumento.
(Ad esempio se le divisioni sono 150 la costante vale K=3000/150= 20
W/div).
3. Successivamente tale valore va moltiplicato per quello che indica la
lancetta dello strumento.
4. Infine quest’ultimo valore va moltiplicato per il cosφ dello strumento,
indicato dal costruttore e scritto sullo strumento stesso. Si ottiene in
questo modo la potenza attiva P.
Con i due valori ottenuti, cioè A, potenza apparente, e P, potenza attiva, si
può ricavare la potenza reattiva, essendo in presenza di un carico non
puramente ohmico.
Il triangolo delle potenze
Fig. 3
Applicando le formule derivanti dal teorema di Pitagora si ottiene quindi:
