Misura di potenza con un wattmetro

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: