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potenza fase 1

La potenza elettrica ed il fattore di potenza con una simulazione realizzata con scratch.

Con Scratch si può simulare un oscillatore (un generatore quindi) che produce un'onda quadra periodica unidirezionale che viene disegnata sul piano cartesiano nello stage.

Si può anche aggiungere una corrente, anch'essa ad onda quadra, ma sfasata in ritardo per vedere come si comporta la potenza nel caso di sfasamenti fra tensione e corrente.

Lo scopo è esclusivamente quello di semplificare al massimo le forme d'onda per potersi concentrare sul significato e le conseguenze dello sfasamento.

La potenza istantanea erogata si calcola facendo eseguire il prodotto v*i istante per istante e se ne fa disegnare il grafico.

Si calcola anche l'energia che viene erogata in un periodo così che è possibile calcolare la potenza media Pav come rapporto fra energia W nel periodo e durata T del periodo.

Il simulatore si scarica da qui.

Con esso si possono studiare diversi aspetti del comportamento di un ipotetico circuito elettrico funzionante ad onda quadra (di cui se ne parla in questo articolo) potendo modificare diversi parametri per osservare il loro effetto sul calcolo della potenza media.

E' di notevole interesse fare le seguenti prove:

- impostare il ritardo di fase, o sfasamento, sf% a zero ed osservare che tensione e corrente oscillano in sincronismo insieme con la potenza ed il calcolo della potenza dipende dal duty cycle come previsto dalla teoria (vedi articolo) (nota 1)

- impostare quindi uno sfasamento in ritardo della corrente ed osservare cosa significa sul grafico (la potenza è nulla se è nulla la tensione oppure se è nulla la corrente), dopodichè vedere il suo effetto ai fini della potenza elettrica: la potenza elettrica è sempre minore del caso a sf%=0 (vedi articolo)

- verificare che a pari d% e sf% la potenza non cambia se si cambia la durata del periodo

- verificare che i calcoli di VRMS, IRMS, Pav e fdp corrispondono alla teoria.

 

note

nota 1: lo sfasamento è fissato in percentuale, non in gradi, quindi va da 0 a 100 e pertanto uno sfasamento di mezzo periodo si ha con sf% pari a 50 ed uno sfasamento di un quarto di periodo si ha con sf% pari a 25