Come calcolare la potenza di una bobina

1/8 – Introduzione

Una bobina rappresenta un complesso di spire il cui numero potrebbe variare tra le migliaia ed una singola frazione: il materiale che la costituisce è un conduttore elettrico, ovvero un materiale dove la corrente scorre velocemente.
Gli utilizzi di una bobina sono numerosi, così come molteplici sono gli ambiti in cui viene impiegata: si va dalla meccanica (dove vengono frequentemente adoperate le bobine d’accensione per azionare i motori elettrici) all’elettronica (dove le bobine potrebbero essere usate per la conversione della corrente alternata in onde radio) e perfino alla medicina (basterà pensare alla risonanza magnetica).
Il fondamentale parametro elettrico di riferimento per una bobina è denominato “induttanza” e, per questa ragione, in elettrotecnica, essa prende il nome di “induttore”: spesso, tale matassa di spire è avvolta intorno ad un nucleo ferroso per realizzare i trasformatori (dispositivi capaci di trasformare i livelli di tensione/corrente, conducendoli a valori più elevati o contenuti.
Oltre alla “induttanza”, le bobine presentano una “impedenza” non nulla ed una personale “frequenza di risonanza” dovuta alle caratteristiche geometriche e quelle tecniche (determinate dai materiali che le compongono).
Considerata la propria enorme importanza, pertanto, nella seguente pratica ed informativa guida esplicata perfettamente nei passaggi successivi, cercherò di farvi comprendere bene come bisogna calcolare esattamente la potenza di una specifica bobina.

2/8 Occorrente

• Valore della corrente alternata
• Valore della tensione alternata
• Fattore di potenza
• Angolo di sfasamento tra “I” e “V”

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Innanzitutto, dovete sapere che, in fisica, la potenza (P) rappresenta la variazione di lavoro nell’unità di tempo e, secondo il sistema internazionale delle unità di misura, viene misurata in Watt (W).
In elettrotecnica, invece, essa è semplicemente il prodotto tra la tensione alternata “V”, che viene espressa in Volt, e la corrente “I”, che viene misurata in Ampere (A): “P = V * I”.

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Sia la corrente “I” che la tensione alternata “V” non sono in fase tra loro e, per comprendere il significato dell’essere in fase, basterà pensare a due segnali sinusoidali che passano per un certo punto prestabilito (diciamo lo zero) in due momenti differenti.
L’intervallo temporale intercorrente tra il passaggio di un segnale e l’altro viene chiamato appunto “fase”.

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Il calcolo della potenza “P”, per questi segnali alternati, necessita di un ulteriore fattore moltiplicativo (denominato anche “fattore di potenza” e sempre minore di “1”), ovvero il “cos (X)”, dove “X” è l’angolo di sfasamento tra le due sinusoidi di tensione alternata e corrente: pertanto, si avrà “P = V * I * cos(X)”.

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Il calcolo della potenza “P” di una bobina potrebbe essere associato ad un trasformatore e, in questo caso, ci sono due avvolgimenti (primario e secondario), ognuno dei quali è composto da un numero di spire differente: la potenza in uscita e in ingresso dai due avvolgimenti dev’essere necessariamente uguale (considerando le perdite nulle).

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Inoltre, viene definito il rendimento “H” come il rapporto tra la potenza dell’avvolgimento secondario e la somma dei seguenti tre contributi: – la potenza dell’avvolgimento primario;- le perdite nel rame, relative al filo conduttore;- le perdite inerente al ferro (relative al nucleo).

8/8 Consigli

• Approfondite le nozioni di base dell’elettrotecnica.