Come calcolare la caduta di tensione in corrente alternata

La fisica rappresenta senza dubbio una delle materie più temute al liceo. Molti studenti non riescono a studiarla e spesso viene paragonata alla matematica, in virtù della difficoltà e la complessità degli argomenti. Effettivamente, per poter studiare e applicare la fisica, occorre disporre di buone basi di matematica, quindi è ovvio che il paragone risulti per certi versi calzante. In questa guida andremo ad analizzare un argomento di fisica che si approfondisce nel corso del quinto anno del liceo scientifico (corso di scienze applicate), ovvero quello relativo al concetto di corrente alternata. Vediamo dunque come procedere per calcolare la caduta di tensione in corrente alternata.

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Innanzitutto è necessario chiarire che la caduta di tensione rappresenta un fenomeno che in particolar modo si basa sulle caratteristiche del filo che si utilizza. Tale oggetto, in quanto tale, è resistore e, dunque, è possibile calcolarne il grado di resistenza applicando i postulati della Legge di Ohm. Un fattore molto importante che aumenta il valore della resistenza è rappresentato dalla lunghezza del filo, quindi prima di costruire un impianto, occorrerà sempre cercare di risparmiare sulla lunghezza del filo acquistato.

Il calcolo della caduta di tensione è molto semplice se consideriamo un circuito alimentato con corrente continua. Nel nostro caso, stiamo considerando un circuito alimentato da corrente alternata che quindi possiede valori di tensione variabili secondo funzioni sinusoidali. Non è possibile quindi calcolare esattamente il valore della caduta di tensione, ma ci si può esprimere solo relativamente ad una media su un determinato periodo, perché il valore della caduta di tensione risulta sempre essere proporzionale al valore della tensione nel circuito. E, quest'ultima, cambia continuamente.

Date queste premesse, andiamo a spiegare la vera e propria formula da utilizzare per calcolare la caduta di tensione in corrente alternata. La caduta di tensione è uguale al rapporto esistente tra la lunghezza del filo, l'intensità di corrente, un fattore K, il tutto che moltiplica la somma tra la reattanza unitaria per il fattore di potenza del carico (seno di alfa) e la moltiplicazione tra la resistenza unitaria per il fattore di potenza di carico (coseno di alfa). Il fattore K dipende dal tipo di linea che si sta considerando: se questa è monofase, il valore è uguale a due (K=2); se è trifase, il valore è uguale a 1,73 (K=1,73). Ovviamente, senza aver prima studiato le basi relative al concetto di corrente, di tensione e i vari tipi di corrente (alternata e continua), risulterà sempre molto difficile comprendere appieno questo postulato.

Dunque, si può affermare che, quando un conduttore elettrico è attraversato da una corrente, alle sue estremità si determina una differenza di potenziale elettrico o caduta di tensione, che è necessario misurare avvalendosi della già citata Legge di Ohm. Ricordiamo che, nell'ambito di ogni progettazione elettrica, il calcolo della caduta di tensione ammissibile rappresenta il passo essenziale per il corretto dimensionamento dei cavi. La formula descritta nel paragrafo precedente, assumerà, dunque, la seguente rappresentazione grafica: caduta di tensione= K x I x L x (R cos + X sen).

• Prima di affrontare questo argomento, studiate le basi sulla corrente, la tensione e i vari tipi di corrente (alternata e continua)

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