Calcolatore
Come funziona
In un circuito monofase AC lineare la potenza si scompone in: potenza attiva P (compie lavoro utile, in W), apparente S (prodotto RMS V·I, in VA) e reattiva Q (scambiata con componenti induttivi/capacitivi, in VAR). Il triangolo delle potenze lega S, P e Q: S² = P² + Q². Il fattore di potenza cosφ = P/S indica la quota di S che diventa lavoro reale. Un cosφ basso significa alta corrente reattiva, perdite in linea maggiori ed eventuali penali tariffarie (ARERA per utenze industriali). Il kernel include un verdict automatico sul livello di cosφ.
Presupposti e condizioni
Questo calcolo è valido nelle seguenti condizioni:
- Sistema monofase sinusoidale a frequenza nominale (50 Hz IT, 60 Hz in altri paesi).
- Carico lineare (senza armoniche significative, THD tipicamente < 5%).
- V e I sono valori efficaci RMS misurati con strumento adeguato.
- cosφ costante durante la misura (regime stazionario).
Il calcolo è valido quando: Sistema monofase sinusoidale a frequenza nominale (50 Hz IT, 60 Hz in altri paesi).; Carico lineare (senza armoniche significative, THD tipicamente < 5%).; V e I sono valori efficaci RMS misurati con strumento adeguato.; cosφ costante durante la misura (regime stazionario)..
Questo è un calcolo di tipo informativo (conversione di unità o definizione fisica). Il margine di errore è trascurabile se gli input sono corretti.
Tutti gli input e output sono in unità SI. Convertire eventuali valori in altre unità prima di inserirli nel calcolatore.
Limiti di applicabilità
Il calcolo non è applicabile nei seguenti casi:
- Per carichi non lineari (inverter, UPS, VFD, alimentatori switching) il vero "fattore di potenza" è PF = P/S e include distorsione armonica (DPF ≠ PF).
- Formula valida SOLO per sistemi monofase; per trifase usare il kernel "Potenza Trifase".
- La potenza reattiva Q qui è il modulo: il segno (induttivo/capacitivo) va determinato conoscendo la natura del carico.
- Quando NON usarlo: (a) con forme d'onda distorte (THD > 10%), (b) su sistemi trifase, (c) per stimare consumi se il cosφ varia nel tempo (usare un analizzatore energetico).
Norme di riferimento
- IEC 60050-131:2002 — Grandezze e unità nei circuiti elettrici
- CEI 64-8 — Impianti elettrici utilizzatori
Fonte della formula: IEC 60050-131:2002, cap. 131. Formule: P = V·I·cosφ, S = V·I, Q = √(S²−P²). Triangolo delle potenze: S² = P² + Q².
Esempi applicativi
Carico resistivo — 230 V · 10 A · cosφ 1.00
Scaldacqua, stufa resistiva: P = S, Q = 0. Risultato: P = 2300 W.
Elettrodomestico — 230 V · 5 A · cosφ 0.90
Lavatrice o forno elettronico con regolatori. cosφ nella fascia "buono".
Motore monofase — 230 V · 8 A · cosφ 0.85
Motore asincrono piccolo (pompa, compressore). cosφ "basso": rifasamento consigliato.
Borderline — 230 V · 10 A · cosφ 0.60
Caso-limite: carico fortemente reattivo, S = 2300 VA ma P solo 1380 W. Verdict: rifasamento raccomandato.
Domande frequenti
Cosa calcola il Potenza Elettrica Monofase — P, Q, S?
Calcola potenza attiva (P), apparente (S) e reattiva (Q) di un carico monofase note tensione e corrente efficaci e il fattore di potenza cosφ. Restituisce anche un verdict tecnico sul livello di cosφ per valutare rifasamento. In un circuito monofase AC lineare la potenza si scompone in: potenza attiva P (compie lavoro utile, in W), apparente S (prodotto RMS V·I, in VA) e reattiva Q (scambiata con componenti induttivi/capacitivi, in VAR). Il triangolo delle potenze lega S, P e Q: S² = P² + Q². Il fattore di potenza cosφ = P/S indica la quota di S che diventa lavoro reale. Un cosφ basso significa alta corrente reattiva, perdite in linea maggiori ed eventuali penali tariffarie (ARERA per utenze industriali). Il kernel include un verdict automatico sul livello di cosφ.
Quando è valido questo calcolo?
Il calcolo è valido nelle seguenti condizioni: Sistema monofase sinusoidale a frequenza nominale (50 Hz IT, 60 Hz in altri paesi).; Carico lineare (senza armoniche significative, THD tipicamente < 5%).; V e I sono valori efficaci RMS misurati con strumento adeguato.; cosφ costante durante la misura (regime stazionario)..
Quando questo calcolo non è appropriato?
Per carichi non lineari (inverter, UPS, VFD, alimentatori switching) il vero "fattore di potenza" è PF = P/S e include distorsione armonica (DPF ≠ PF). Formula valida SOLO per sistemi monofase; per trifase usare il kernel "Potenza Trifase". La potenza reattiva Q qui è il modulo: il segno (induttivo/capacitivo) va determinato conoscendo la natura del carico. Quando NON usarlo: (a) con forme d'onda distorte (THD > 10%), (b) su sistemi trifase, (c) per stimare consumi se il cosφ varia nel tempo (usare un analizzatore energetico).
Quale precisione ha il risultato?
Il calcolo implementa la formula nella sua forma standard. La precisione dipende dalla qualità degli input forniti. Fonte: IEC 60050-131:2002, cap. 131. Formule: P = V·I·cosφ, S = V·I, Q = √(S²−P²). Triangolo delle potenze: S² = P² + Q²..
Qual è la fonte della formula?
IEC 60050-131:2002, cap. 131. Formule: P = V·I·cosφ, S = V·I, Q = √(S²−P²). Triangolo delle potenze: S² = P² + Q². Norme di riferimento: IEC 60050-131:2002 — Grandezze e unità nei circuiti elettrici, CEI 64-8 — Impianti elettrici utilizzatori.
Qual è il parametro che influenza di più il risultato?
La variabile "Fattore di potenza (cosφ)" è il parametro più influente: una variazione del 10% su questo input produce una variazione di circa il 68% su "Potenza reattiva Q".
Come varia il risultato in condizioni diverse dal riferimento?
Confronto tra "Condizioni di riferimento" e "Carico resistivo — 230 V · 10 A · cosφ 1.00": Potenza attiva P [W]: aumenta del 11.1% (da 2070.000 a 2300.000). Potenza reattiva Q [VAR]: diminuisce del 100.0% (da 1002.547 a 0.000).
Approfondimento tecnico
Cos'è questo calcolo
Calcola potenza attiva (P), apparente (S) e reattiva (Q) di un carico monofase note tensione e corrente efficaci e il fattore di potenza cosφ. Restituisce anche un verdict tecnico sul livello di cosφ per valutare rifasamento. In un circuito monofase AC lineare la potenza si scompone in: potenza attiva P (compie lavoro utile, in W), apparente S (prodotto RMS V·I, in VA) e reattiva Q (scambiata con componenti induttivi/capacitivi, in VAR). Il triangolo delle potenze lega S, P e Q: S² = P² + Q². Il fattore di potenza cosφ = P/S indica la quota di S che diventa lavoro reale. Un cosφ basso significa alta corrente reattiva, perdite in linea maggiori ed eventuali penali tariffarie (ARERA per utenze industriali). Il kernel include un verdict automatico sul livello di cosφ.
Formula
P = V × I × cosφ
S = V × I
Q = √(S² − P²)
Triangolo potenze: S² = P² + Q²
In un circuito monofase AC lineare la potenza si scompone in: potenza attiva P (compie lavoro utile, in W), apparente S (prodotto RMS V·I, in VA) e reattiva Q (scambiata con componenti induttivi/capacitivi, in VAR). Il triangolo delle potenze lega S, P e Q: S² = P² + Q². Il fattore di potenza cosφ = P/S indica la quota di S che diventa lavoro reale. Un cosφ basso significa alta corrente reattiva, perdite in linea maggiori ed eventuali penali tariffarie (ARERA per utenze industriali). Il kernel include un verdict automatico sul livello di cosφ.
Condizioni di validità
Questo calcolo è valido nelle seguenti condizioni:
- Sistema monofase sinusoidale a frequenza nominale (50 Hz IT, 60 Hz in altri paesi).
- Carico lineare (senza armoniche significative, THD tipicamente < 5%).
- V e I sono valori efficaci RMS misurati con strumento adeguato.
- cosφ costante durante la misura (regime stazionario).
Sensibilità del risultato
Il risultato varia in misura significativa al variare dei seguenti parametri:
- Fattore di potenza (cosφ) [cosφ]: sensibilità superlineare su "Potenza reattiva Q" (inversamente proporzionale, elasticità -6.76).
- Tensione (V) [V]: sensibilità lineare su "Potenza reattiva Q" (proporzionale, elasticità 1.00).
- Corrente (A) [A]: sensibilità lineare su "Potenza reattiva Q" (proporzionale, elasticità 1.00).
Quando questo calcolo non si applica
- Per carichi non lineari (inverter, UPS, VFD, alimentatori switching) il vero "fattore di potenza" è PF = P/S e include distorsione armonica (DPF ≠ PF).
- Formula valida SOLO per sistemi monofase; per trifase usare il kernel "Potenza Trifase".
- La potenza reattiva Q qui è il modulo: il segno (induttivo/capacitivo) va determinato conoscendo la natura del carico.
- Quando NON usarlo: (a) con forme d'onda distorte (THD > 10%), (b) su sistemi trifase, (c) per stimare consumi se il cosφ varia nel tempo (usare un analizzatore energetico).
Note tecniche
- cosφ target tipici: 0.95 per evitare penali (tariffa BT > 15 kW); 0.90 per impianti civili; 1.0 teorico solo con carichi resistivi ideali.
- Se Q è grande e positiva (induttivo): installare un condensatore di rifasamento per ridurre Q e quindi la corrente in linea. Usare il kernel "Rifasamento" per dimensionare il kVAR del banco.
- Quando NON usarlo: carichi con inverter (frigoriferi moderni, condizionatori, LED dimmerati) hanno PF apparente < 1 per distorsione, non per sfasamento. Servono analizzatori di potenza, non un cosφmetro classico.
- Per studenti ITI: verifica dimensionalmente: V·I = W (attiva se resistivo), V·I = VA (apparente), la differenza è il cosφ. Unità SI diverse proprio per distinguere lavoro e scambio reattivo.
- Passo successivo: se vuoi sapere la corrente a partire dalla potenza targa, usa "Corrente da potenza monofase"; per trifase, "Potenza trifase".
Analisi tecnica
Metodo: In un circuito monofase AC lineare la potenza si scompone in: potenza attiva P (compie lavoro utile, in W), apparente S (prodotto RMS V·I, in VA) e reattiva Q (scambiata con componenti induttivi/capacitivi, in VAR). Il triangolo delle potenze lega S, P e Q: S² = P² + Q². Il fattore di potenza cosφ = P/S indica la quota di S che diventa lavoro reale. Un cosφ basso significa alta corrente reattiva, perdite in linea maggiori ed eventuali penali tariffarie (ARERA per utenze industriali). Il kernel include un verdict automatico sul livello di cosφ.
Risultato di riferimento: Potenza attiva P: 2070.000 W, Potenza apparente S: 2300.000 VA.
Analisi di sensibilità
Elasticità: variazione percentuale dell'output rispetto alla variazione percentuale dell'input (1.0 = lineare).
| Input | Output principale | Elasticità | Tipo relazione |
|---|---|---|---|
| Fattore di potenza (cosφ) [cosφ] | Potenza reattiva Q | -6.76 | superlineare |
| Tensione (V) [V] | Potenza reattiva Q | 1.00 | lineare |
| Corrente (A) [A] | Potenza reattiva Q | 1.00 | lineare |
Nota: Il risultato è particolarmente sensibile a "Fattore di potenza (cosφ)" [cosφ]: una variazione del 10% produce circa il 68% di variazione su "Potenza reattiva Q".
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