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Misure di Potenza

Per potenza elettrica si intende il prodotto della tensione per la corrente che attraversa un utilizzatore. Questo per quello che riguarda i circuiti puramente resistivi. La potenza si misura in Watt. Un dispositivo che assorbe una potenza N (in Watt) per un tempo T (in Secondi) produce un lavoro NT espresso in Joule. Quindi la misura della potenza è una misura derivata in quanto occorre conoscere in qualche modo la tensione ai capi del carico o la corrente che lo attraversa, direttamente o per via matematica.

Come si misura una potenza in un circuito puramente resistivo

Consiste nel misurare la tensione ai capi del carico di cui vogliamo misurare la potenza dissipata. A questo punto se il valore della resistenza è noto (altrimenti dobbiamo misurarlo) possiamo calcolare la potenza dissipata semplicemente applicando la formula W=V*V/R dove W è la potenza dissipata in watt, R è il valore in Ω della resistenza e V il valore in Volt della tensione ai capi della resistenza.
Se la tensione ai capi della resistenza non è continua occorre utilizzare per V il valore efficace della tensione misurata ai capi della resistenza. Esistono degli strumenti chiamati wattmetri che danno una indicazione diretta della potenza misurando la tensione e la corrente e facendo i relativi calcoli.
Esistono altri strumenti integrati in carichi fittizi che servono per eseguire misure su amplificatori di potenza, misurando in tempo reale la potenza su un carico, tipicamente 2-4-8 o 16Ω che sono le tipiche impedenze dei diffusori.

A sinistra lo schema di principio per la misurazione della potenza che non tiene conto degli errori indotti dalla resistenza di shunt dell'amperometro e della resistenza serie del voltmetro. Negli strumenti moderni l'errore è minimo. Nell'immagine a sinistra "A" è l'amperometro messo in serie al carico, "V" è il voltmetro messo in parallelo al carico RC è il carico di cui si vuole conoscere la potenza assorbita (che equivale a quella fornita dal generatore). Questo tipo di misura è valida solo nel caso di un carico puramente resistivo.

Questo tipo di misura è utilizzato anche per determinare il rendimento di una apparecchiatura elettrica. Nel caso di un amplificatore si misura la potenza assorbita dallo stesso con il carico collegato e la potenza che effettivamente arriva al carico.

La misura della potenza nella pratica

In linea teorica tutto quello che è stato detto fino ad ora è perfettamente valido. Tuttavia nel mondo reale occorrono degli strumenti adatti a misurare frequenze che i normali multimetri digitali a stento misurano. Strumenti che misurano frequenze fino a 20Khz o più sono abbastanza rari. Quindi, in genere si tende ad utilizzare l'oscilloscopio. Volendo per forza utilizzare uno strumento diverso saremmo costretti, se volessimo fare delle misure precise, ad utilizzare dei circuiti di rettifica della tensione da misurare (tipo il superdiodo con operazionale) che sono relativamente complicati. In questo caso andremmo a misurare la tensione e la corrente massima sul carico e dovremmo determinare la potenza per via matematica, cosa peraltro abbastanza facile se la forma d'onda sul carico è sinusoidale.

Dai nostri scopi esula il calcolo della potenza su carichi reattivi.