Carichi induttivi

Parlando della analogia idraulica abbiamo visto come ad un aumento di pressione (tensione) corrisponda un proporzionale aumento di flusso (corrente).
In un circuito elettrico possono però comparire degli elementi capaci di accumulare e restituire energia, come le induttanze (avvolgimenti di filo, trasformatori, motori elettrici) o delle capacità (condensatori)

Riprendendo l’analogia idraulica, è come se in un condotto noi inserissimo un serbatoio con dentro un pallone gonfiato. Nel caso il flusso d’acqua sia avanti/indietro (“alternato”, come la corrente elettrica) si verificherà un continuo riempimento/svuotamento del serbatoio.

Mentre la pressione aumenta, parte del flusso all’ingresso entra nel serbatoio a comprimere il pallone. A questo punto il flusso in uscita subirà il ritardo di riempimento e il suo flusso (corrente) non sarà più sincronizzato (“in fase”) con la pressione (tensione).

Viceversa, quando la pressione diminuisce, il pallone si svuota spingendo indietro l’acqua. Ecco che la presenza di questa “molla idraulica” dà due effetti:

• il flusso di uscita non è più sincronizzato con la pressione di ingresso
• parte del flusso (quello del serbatoio) viene spinto avanti e indietro nella prima parte del tubo, senza contribuire alla potenza di uscita

Tornando al nostro circuito elettrico, le due sinusoidi tensione e corrente non saranno più “in fase”, cioè i loro massimi non avverranno più nello stesso momento.

Il grado di sfasamento, è chiamato “Fattore di Potenza”, o COS ø

Ricordiamo che la potenza è uguale a V x I (istantanei) analizziamo quanto detto sui grafici sinusoidali.

Se le due sinusoidi sono in fase, il prodotto (Potenza) è sempre positivo (- x – =+).

Se compare uno sfasamento, esistono dei momenti in cui il valore di una sinusoide è positivo e l’altro è negativo: ecco che la potenza diventa negativa, cioè viene ritornata alla rete.

Se lo sfasamento è di 90°, (cos ø ≠0) quando una sinusoide è positiva, l’altra è negativa: la potenza (VxIx cos ø) è zero:`la potenza fornita è uguale alla potenza resa: non c’è trasferimento di energia al carico, la corrente viene “palleggiata” inutilmente nelle linee di ingresso, con conseguenti perdite.

 

Per questo le aziende fornitrici di energia impongono un valore massimo allo sfasamento degli utilizzatori.