Calcolatore di Potenza Trifase

Il Calcolatore di Potenza Trifase calcola la potenza trifase, la corrente di linea o la tensione concatenata per un sistema CA equilibrato. Seleziona la grandezza che desideri calcolare, inserisci i valori noti e il fattore di potenza, e riceverai il risultato insieme alla ripartizione completa della potenza (potenza attiva in kW, apparente in kVA e reattiva in kVAR), un triangolo delle potenze in scala, i valori di fase in configurazione Stella e Triangolo, una forma d'onda trifase animata e i consigli sulla sezione del cavo in rame e sulla taglia dell'interruttore.

Formule per la Potenza Trifase

Per un carico trifase equilibrato definito dalla sua tensione concatenata (V_LL) e dalla sua corrente di linea (I_L), le tre grandezze di potenza sono:

Dove PF è il fattore di potenza (compreso tra 0 e 1) e √3 ≈ 1,732. Invertendo le prime due formule è possibile calcolare la corrente, I_L = P / (√3 × V_LL × PF), oppure la tensione, V_LL = P / (√3 × I_L × PF).

Esempio Pratico: Motore da 10 kW a 400 V

Un motore trifase che eroga 10 kW di potenza attiva a 400 V concatenati con un fattore di potenza pari a 0,9:

La potenza apparente è 10 / 0,9 = 11,1 kVA, e la potenza reattiva è √(11,1² − 10²) ≈ 4,8 kVAR. Ciascuna delle tre linee trasporta circa 16 ampere, quindi il circuito necessita di conduttori e di un interruttore ridimensionati per tale corrente, inclusa la consueta percentuale di margine per carico continuo.

Il Triangolo delle Potenze

La potenza attiva (P), la potenza reattiva (Q) e la potenza apparente (S) formano un triangolo rettangolo. La potenza attiva rappresenta il cateto orizzontale, la potenza reattiva il cateto verticale e la potenza apparente l'ipotenusa. L'angolo tra P e S è φ, e il fattore di potenza è il suo coseno: PF = cos(φ) = P / S. Un fattore di potenza pari a 1,0 riduce il triangolo a un segmento piatto (assenza di potenza reattiva); un fattore di potenza inferiore aumenta l'angolo e aggiunge potenza reattiva che circola senza compiere lavoro utile.

Collegamento a Stella (Wye) vs Triangolo (Delta)

I carichi trifase sono collegati in una di due configurazioni possibili, e ciascuna mette in relazione le grandezze di linea con le grandezze di fase (singolo avvolgimento) in modo differente:

In un collegamento a Stella, la tensione concatenata è pari a √3 volte la tensione di fase, mentre le correnti di linea e di fase sono uguali. In un collegamento a Triangolo, le tensioni di linea e di fase sono uguali, mentre la corrente di linea è pari a √3 volte la corrente di fase. È fondamentale notare che la potenza totale è identica in entrambi i casi: variano solo la tensione e la corrente del singolo avvolgimento, dettaglio essenziale per il dimensionamento degli avvolgimenti dei motori e delle prese dei trasformatori.

kW vs kVA vs kVAR

Tabella della Corrente Trifase (PF = 0,9)

Corrente di linea approssimativa per fase per una data potenza attiva e tensione concatenata:

Perché il Sistema Trifase Utilizza √3

In un sistema trifase equilibrato, le tre tensioni concatenate rappresentano la differenza vettoriale delle tensioni di fase sfasate tra loro di 120°, rendendo ciascuna tensione concatenata pari a √3 (circa 1,732) volte la tensione di fase. Quando la potenza totale viene espressa in funzione delle grandezze di linea effettivamente misurate dai tecnici (tensione di linea e corrente di linea), compare il fattore √3. Poiché il carico è distribuito su tre conduttori, ciascuna linea trasporta meno corrente rispetto a un circuito monofase equivalente della stessa potenza, consentendo alla distribuzione trifase di utilizzare meno rame ed erogare una potenza più uniforme; per questo motivo predomina negli impianti industriali e commerciali.

Come Usare Questo Calcolatore

1. Scegli cosa calcolare: potenza, corrente di linea o tensione concatenata. Il modulo mostrerà solo i campi necessari.
2. Inserisci i valori noti: le due grandezze già in tuo possesso. Se stai inserendo la potenza, seleziona l'unità di misura (kW, W, kVA, VA o hp).
3. Inserisci il fattore di potenza: circa 0,9 per carichi misti standard, 0,8–0,85 per motori, o 1,0 per carichi puramente resistivi come i riscaldatori.
4. Fai clic su Calcola: consulta il risultato, il triangolo delle potenze completo, i valori di fase per le configurazioni Stella e Triangolo, e le raccomandazioni su sezione dei cavi e interruttore.

Domande Frequenti

Quanti ampere assorbe un motore trifase da 10 hp?

La potenza in hp indica la potenza meccanica resa dal motore, quindi l'assorbimento elettrico è maggiore in base al rendimento. Per dimensionare i conduttori, il NEC non usa un valore calcolato: la Tabella 430.250 indica 14 A per un motore da 10 hp a 460 V e 28 A a 230 V. Il calcolatore applica il rendimento del motore agli hp e mostra la corrente tabellare per le taglie standard a 230 V e 460 V.

Come si controlla la caduta di tensione su un cavo trifase?

Inserisci la lunghezza del cavo in un solo senso. La caduta si calcola moltiplicando la radice quadrata di 3 per la corrente, la resistenza del conduttore per piede e la lunghezza. Il calcolatore mostra la caduta e la percentuale per la sezione in rame consigliata e per quelle maggiori, indicando la sezione minima che rispetta il limite usuale del 3%.

Qual è la formula della potenza trifase?

Per un sistema trifase equilibrato espresso tramite tensione concatenata, la potenza attiva è P = √3 × tensione di linea × corrente di linea × fattore di potenza (P = 1,732 × V × I × PF). La potenza apparente è S = 1,732 × V × I, e la potenza reattiva è Q = √(S² − P²).

Come si calcola la corrente trifase dalla potenza?

Inverti la formula della potenza per isolare la corrente: I = P / (√3 × tensione di linea × fattore di potenza), oppure I = S / (1,732 × V) quando si conosce già la potenza apparente in kVA.

Perché la potenza trifase utilizza la radice quadrata di 3?

In un sistema trifase equilibrato, la tensione concatenata è pari alla radice quadrata di 3 (circa 1,732) volte la tensione di fase. Sommando la potenza erogata da tutte e tre le fasi ed esprimendola con le grandezze di linea si ottiene il fattore 1,732.

Qual è la differenza tra kW e kVA nel sistema trifase?

kW è la potenza attiva, cioè la potenza che esegue lavoro utile. kVA è la potenza apparente, cioè la potenza totale condotta dal circuito. Sono legate dal fattore di potenza: kW = kVA × fattore di potenza. La differenza è la potenza reattiva (kVAR), che circola senza svolgere lavoro utile.

Qual è la differenza tra i collegamenti a Stella e a Triangolo?

In un collegamento a Stella (Wye) la tensione concatenata è √3 volte la tensione di fase, mentre le correnti di linea e di fase coincidono. In un collegamento a Triangolo (Delta) le tensioni di linea e di fase coincidono, mentre la corrente di linea è √3 volte la corrente di fase. La potenza totale è identica in entrambi i casi.

Quanti ampere assorbe un carico trifase da 10 kW a 400 V?

Con un fattore di potenza di 0,9, la potenza apparente è 10 / 0,9 = 11,1 kVA, quindi la corrente di linea è 11111 / (1,732 × 400) = 16,0 ampere per linea.

Quanta corrente assorbe un carico trifase da 15 kW a 480 V con un fattore di potenza di 0,8?

Per un carico trifase bilanciato, la corrente si calcola dividendo la potenza per √3 × tensione concatenata × fattore di potenza. Con 15.000 W, 480 V e 0,8 si ottengono circa 22,6 A per linea. Questo presuppone che 15 kW siano la potenza elettrica attiva assorbita. Se invece indicano la potenza meccanica in uscita del motore, considera anche il rendimento, perché la corrente assorbita sarà maggiore.

Perché un motore trifase assorbe più corrente quando il fattore di potenza è basso?

A parità di potenza attiva e tensione concatenata, un fattore di potenza più basso comporta una corrente di linea più alta: la corrente equivale alla potenza attiva divisa per √3 × tensione concatenata × fattore di potenza. Per esempio, un carico da 10 kW a 400 V assorbe circa 16 A con un fattore di potenza di 0,9, ma circa 24 A con un fattore di 0,6. La corrente aggiuntiva serve a fornire potenza reattiva: controlla quindi il fattore di potenza del carico nelle effettive condizioni di funzionamento.

Posso usare i cavalli indicati per un motore come potenza elettrica assorbita in un calcolo trifase?

Di solito no. I cavalli riportati sulla targhetta di un motore indicano la potenza meccanica resa all’albero, mentre la potenza elettrica assorbita deve coprire anche le perdite. Un cavallo corrisponde a circa 746 W di potenza meccanica in uscita; con un rendimento del 90%, un motore da 10 cavalli richiede circa 8,3 kW di potenza elettrica attiva. Quando disponibili, usa i dati elettrici riportati sulla targhetta oppure considera il rendimento per stimare la corrente.

Risorse Aggiuntive

• Sistemi trifase - Wikipedia
• Potenza elettrica in corrente alternata - Wikipedia
• Fattore di potenza - Wikipedia