I calcolatori di elettrotecnica coprono le grandezze fondamentali degli impianti a bassa tensione (BT ≤ 1000 V CA): Legge di Ohm per resistenze lineari, potenza attiva in sistemi monofase e trifase equilibrati, corrente di fase da potenza nominale, caduta di tensione percentuale lungo un conduttore, compensazione del fattore di potenza con condensatori, resistenza elettrica di un conduttore in funzione della resistività, sezione e lunghezza, energia elettrica consumata in un intervallo temporale. Le formule applicano la convenienza dei segni IEC e le ipotesi di regime stazionario.
V = R · I. Relazione lineare tra tensione V [V], resistenza R [Ω] e corrente I [A] per conduttori ohmici in regime continuo o quasi-stazionario. Consente di ricavare qualsiasi delle tre grandezze note le altre due.
Potenza attiva monofase
P = V · I · cos φ [W]. Dove cos φ è il fattore di potenza (= 1 per carichi puramente resistivi, < 1 per carichi induttivi/capacitivi). La potenza apparente è S = V · I [VA].
Potenza attiva trifase
P = √3 · V_L · I_L · cos φ [W]. V_L è la tensione di linea (es. 400 V in reti europee), I_L è la corrente di linea. Valida per sistemi trifase equilibrati (carichi identici sulle tre fasi).
Caduta di tensione
ΔV = (2 · L · ρ · I) / S per circuiti monofase, dove L = lunghezza conduttore [m], ρ = resistività [Ω·m], I = corrente [A], S = sezione [mm²]. La norma CEI 64-8 fissa ΔV% ≤ 4% per impianti civili.
Rifasamento
Il rifasamento migliora cos φ riducendo la corrente reattiva. Q_C = P · (tan φ₁ − tan φ₂) [kVAr]. La capacità del condensatore C = Q_C / (ω · V²). Riduce le perdite resistive e la caduta di tensione.
Resistenza conduttore
R = ρ · L / S [Ω]. Dove ρ è la resistività specifica: rame ≈ 1.72×10⁻⁸ Ω·m, alluminio ≈ 2.82×10⁻⁸ Ω·m a 20°C. La resistività aumenta con la temperatura: ρ(T) = ρ₀ · [1 + α·(T − T₀)].
Formule principali
V = R · I (Legge di Ohm)
P = V · I · cos φ (monofase)
P = √3 · V_L · I_L · cos φ (trifase)
ΔV = 2 · L · ρ · I / S (caduta tensione monofase)
Q_C = P · (tan φ₁ − tan φ₂) (potenza reattiva da compensare)
R = ρ · L / S (resistenza conduttore)
E = P · t (energia consumata)
Norme applicabili
CEI 64-8 — Impianti elettrici utilizzatori a bassa tensione