Watt

 

Il watt è un’unità di misura tra tutte quelle esistenti nel Sistema Internazionale di Misure. Questo termine deriva dall’inglese Watt, che è l’unità utilizzata per misurare la potenza. Nello specifico, un watt equivale a un joule al secondo. Verranno fornite ulteriori informazioni al riguardo, nonché il suo rapporto con altre grandezze.

Introduzione al watt e alla potenza elettrica

Il termine Watt è equivalente al termine watt in spagnolo. È stato riconosciuto dall’Accademia Reale Spagnola e fa riferimento all’ingegnere James Watt, che fu il creatore della macchina a vapore, un dispositivo basato sul principio di sfruttare la pressione generata dal vapore per produrre energia elettrica. È proprio per questo motivo che l’elettricità correlata ai watt deve sempre essere intesa; cioè con la capacità dell’apparecchiatura di operare con un determinato combustibile. 

Quindi, parlando della relazione tra potenza elettrica e watt, dobbiamo iniziare parlando delle cariche elettriche che si muovono lungo i conduttori. L’energia prodotta è composta da effetti termici, magnetici e luminosi. Pertanto, quando si definisce un watt, è importante comprendere che questa è l’unità utilizzata per misurare la potenza elettrica. Questo valore serve a conoscere la velocità con cui l’energia elettrica è in grado di trasformarsi. 

Per quanto riguarda la sua rappresentazione, il watt è rappresentato dal 1889 nel Sistema Internazionale di Misure con il simbolo W. Il suo equivalente è 1 J/s. Per questo scopo, per comprendere cosa sia un watt, è necessario anche definire cos’è un joule. Un joule è un’altra unità di misura che, se del caso, viene utilizzata per conoscere la quantità di energia utilizzata; cioè, è una misura che indica la quantità di energia in generale, che può essere correlata alla potenza elettrica. In questo modo, un joule equivale a un watt.

Relazione tra tensione, corrente e potenza in watt

Per prima cosa, parleremo dei concetti che successivamente si interrelano: potenza elettrica, tensione e corrente. Iniziamo con la potenza elettrica. Questa grandezza esprime la velocità (misurata in unità di tempo) con cui l’energia di tipo elettrico viene trasferita in un circuito elettrico. Infatti, si può dire che è la quantità di energia che si sposta in una determinata unità di tempo. Pertanto, quando si indica una quantità di watt su un dispositivo, esprimiamo la quantità di consumo che ha. Allo stesso tempo, il valore della potenza indica il massimo che può essere utilizzato. Se in una casa sono stati sottoscritti 5 kW, solo quella quantità può essere consumata. Collegare dispositivi in successione e superare questa quantità farà “saltare i fusibili”. 

D’altra parte, quando si parla di corrente, si parla del flusso di elettroni attraverso un conduttore; cioè del movimento di questi elettroni attraverso un mezzo che può trasportarli. Gli elettroni passano da un atomo all’altro, e lo fanno sempre nella stessa direzione del conduttore. Così, un filo agisce come il canale di un fiume, e il tasso di flusso sarebbe l’elettricità stessa attraverso gli elettroni. Questa analogia è importante per comprendere come funziona la corrente: maggiore è la differenza di potenziale, più intensa sarà la corrente. La ragione è che gli elettroni effettuano sempre il loro spostamento dal punto con la tensione più alta a quello con la tensione più bassa. Maggiore è la differenza di tensione, maggiore sarà la potenza elettrica. In questo modo, l’unità di misura della corrente è nota come intensità, ed è misurata in ampere (il cui simbolo è la lettera A). Ha sottomultipli (ampere, milliampere e microampere). 

Per quanto riguarda la tensione, può essere definita come una grandezza che stabilisce tale differenza di potenziale elettrico. Tecnicamente, può essere definita come il lavoro svolto da una particella all’interno di un campo elettrico. 

Detto questo, il watt (simbolo W) può essere considerato la misura della potenza elettrica, e può essere calcolato moltiplicando la tensione (espressa in volt) per la corrente (misurata in ampere (A). Questa relazione tra le tre grandezze può essere espressa attraverso la seguente formula: 

Watt (W) = Volt (V) x Ampere (A).

Differenza tra potenza ed energia

Molte persone trovano difficoltà a differenziare l’energia e la potenza. In effetti, molte persone le usano come se fossero simili quando si tratta di concetti specifici all’interno del campo della fisica. L’energia è definita come la capacità di svolgere un determinato lavoro. Pertanto, nel contesto dell’elettricità, l’energia può essere definita come la quantità di lavoro svolto dalle cariche elettriche, e per questo motivo viene misurata in joule. 

Ora, la potenza è la velocità o la quantità con cui viene svolto il lavoro o il trasferimento di energia; cioè, la potenza rappresenterebbe la quantità di energia per unità di tempo che, nel campo dell’elettricità, è misurata in watt. Pertanto, si può riassumere dicendo che l’energia elettrica parla della quantità di lavoro che può essere svolta, mentre la potenza elettrica si riferisce alla velocità o rapidità con cui tale lavoro viene svolto.

Applicazioni e calcoli della potenza elettrica

Come accennato, la potenza elettrica indica quanta energia elettrica viene utilizzata in un determinato momento. Per calcolarla, sono necessari tensione e corrente. 

La tensione consiste nella differenza di potenziale elettrico tra due punti di un circuito. La corrente è la carica elettrica che scorre in un punto di un circuito in una unità di tempo. Quando si calcola la potenza elettrica, la tensione viene moltiplicata per la corrente. Pertanto, la potenza elettrica è proporzionale alla corrente e anche alla tensione. 

La formula sopra descritta si applica ai circuiti a corrente continua, poiché nei circuiti a corrente alternata (rappresentata come CA), la potenza dipenderà dalla potenza e dalla fase in cui si trovano tensione e corrente. Pertanto, vengono utilizzate altre formule che partono dal concetto di base rappresentato dalla formula P = V x I. 

Così, se si considerano i valori temporali, la potenza elettrica in corrente alternata sarà una variabile dipendente anche dal tempo, nonché dai valori di tensione e corrente, ma si deve capire che in questo caso ci sarebbero tre potenze: la potenza attiva, la potenza reattiva e la potenza apparente. Ciascuna delle potenze descritte ha le sue caratteristiche ed espressioni. 

Formula della potenza attiva: P=S×cos(φ)

S = potenza apparente, misurata in voltampere (VA)

P = potenza attiva, misurata in watt (W)

φ = angolo phi

Formula della potenza reattiva: Q = S×sen(φ)

La potenza reattiva (Q) si ottiene attraverso: 

S = potenza apparente, numerata in voltampere (VA)

Q = potenza reattiva, misurata in voltampere reattivi (VAR)

φ = angolo phi

Formula della potenza apparente

Questo tipo di potenza è una delle più importanti. L’espressione per il suo calcolo è: 

S = (P)2+(Q)2

P = potenza attiva, in watt (W)

Q = potenza reattiva, in voltampere reattivi (VAR) 

Con tutto ciò, la potenza apparente può essere definita come il risultato del prodotto dei valori di tensione effettiva moltiplicati per l’intensità della corrente. 

S = V X I.