Come si calcola la potenza dissipata da un circuito

Tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Il passaggio di corrente elettrica attraverso un corpo conduttore, viene accompagnato dallo sviluppo di calore ? il cosiddetto ?effetto Joule - che comporta il progressivo surriscaldamento del resistore. L?energia elettrica viene trasformata in energia termica, che però in parte viene dispersa. Questa dissipazione di energia sotto forma di calore, potrebbe anche causare grandi danni, poiché ci si ritrova innanzi a un flusso di energia che inevitabilmente fuoriesce dai circuiti elettrici. Il primo effetto diretto di questo fenomeno è l?abbassamento del rendimento della macchina elettrica che in quel momento sta svolgendo una regolare attività. L'effetto Joule non va inteso, però, solo come fenomeno negativo, come mero sinonimo di potenza dissipata nelle linee di trasporto dell'elettricità di qualsiasi circuito, con conseguente abbattimento del rendimento delle macchine, perché - diversamente da quanto si potrebbe credere ? questo particolare effetto viene anche sfruttato per il corretto funzionamento di alcuni degli elettrodomestici più diffusi nella abitazioni. Qualche esempio? L'asciugacapelli, lo scaldabagno, il forno elettrico, la lavatrice. In ogni caso, può essere utile calcolare la quantità di calore dissipato, sia per motivi di sicurezza che di risparmio energetico. Nella breve guida che segue, illustreremo come si calcola, attraverso una serie di semplici formule matematiche, la potenza dissipata da un circuito.

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Occorrente

  • Amperometro
  • Wattmetro
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Il Watt

All?interno dei beni che sfruttano energia c?è la cosiddetta resistenza, che produce il calore che viene dissipato. Per poter procedere al calcolo si serve di una formula matematica che esprime il risultato in Watt (W). Il Watt è l?unità di misura introdotta dal sistema Internazionale per quantificare la potenza prodotta prodotta. E? pari a 1 joule al secondo (1 J/s) ed è equivalente, in unità elettriche, a un volt moltiplicato per ampere. La formula utilizzata per il calcolo dei Watt è: P = V x I. Questa formula è stata ideata col fine di ottenere la potenza dissipata che è offerta dal prodotto fra la tensione adoperata (V) e la corrente che attraversa il bipolo (I).

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La legge di Ohm

Immaginiamo adesso di trovarci in presenza di un circuito elettrico semplice, che sia realizzato servendosi di una batteria da 10 volt (V) e di un resistore da 100 Ohm. La prima operazione da compiere consisterà nel calcolare la corrente (I) adoperando la legge di Ohm, che esprime la diproporzionalità diretta tra la differenza di potenziale elettrico applicata ai capi di un conduttore e l'intensità della corrente elettrica che lo attraversa. Dal punto di vista formale, si indica con la seguente formula fisica I = V/R. Quindi la resistenza R = I/V e il differenziale di potenziale elettrico V = R x I. Quindi, nel nostro caso 10 V x 100 mA = 1 W.

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La diproporzionalità

Verrebbe lecitamente da pensare, quindi, che raddoppiandola potenza della batteria, raddoppi anche la potenza dissipata. Ma questo non avviene, perché, come detto, per la legge di Ohm il risultato non è proporzionale. Se radoppiassimo la potenza della batteria, inizialmente fissata a Dieci Volt e e la collocassimo a 20 Volt, non assisteremmo a un effetto raddoppiato ma quadruplicato, come ben si può vedere osservando le formule matematiche espresse qui di seguito. I = V/R = 20/100 = 200 mA. Per cui: R = V x I = 20 V x 400 mA = 4 W. Questo aspetto può rivelarsi in taluni casi un fattore di capitale importanza, poiché è in grado di farci capire con largo anticipo se il valore ottenuto può essere tollerato o meno, poiché finirebbe per minare l'integrità del componente.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Prendere tutte le dovute precauzioni quando si ha a che fare con l'energia eletrrica
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