Lezioni di Elettrotecnica 3.3. Rifasamento Circuito Elettrico

Come abbiamo visto la potenza si differenzia in due parti. La Potenza Attiva e Reattiva.

• La Potenza Attiva è tipicamente la potenza che realizza il lavoro sul carico , che sia una macchina, una forza di movimento o calore a secondo dell’impiego.
• La Potenza Reattiva produce il campo elettromagnetico necessario al funzionamento della macchina elettrica.

La Potenza Attiva si misura in kW mentre la Potenza Reattiva si misura in kvar (kilovolt-ampère-reattivi)

Il rapporto fra potenza attiva e potenza reattiva assume valori tipicamente fra lo 0 e 1 per questo motivo è rappresentabile nel seguente modo.

• Se il carico è induttivo la corrente è in ritardo sulla tensione
• Se il carico è resistivo allora la corrente è in fase con la tensione
• Se il carico è capacitivo è in anticipo sulla tensione.

Il rapporto fra le due potenze definisce il fattore di potenza medio

Se il fattore di potenza medio  cos ϕ è di tipo induttivo è inferiore a 0,90 la rete viene considerata eccessivamente disadattata e nello specifico il gestore di potenza elettrica applica una sanzione. E l’impianto stesso deve quindi essere rifasato.

Questo da un punto di vista puramente teorico. Ora vediamo nella pratica il suo funzionamento. Ma dal discorso che abbiamo fatto prima abbiamo compreso che il problema dello sfasamento è di tipo induttivo. Consideriamo il seguente circuito, dove al circuito normale abbiamo inserito una Condensatore C per togliere appunto la componente induttivo L del carico U. Questo significa rifasare. Ora dobbiamo determinare il valore di C.

dove

• L è la lunghezza della linea
• U Utilizzatore finale
• ZL = RL + jXL

e quindi la tensione di ingresso risulta essere pari a

Mentre la potenza attiva sarà data da

Ossia quella che la linea dissiperà per effetto Joule. Sappiamo che la Potenza può essere riscritta anche come come

consideriamo ora che da figura risulta che

graficamente questa introduzione della corrente sul condensatore comporta che

ossia la corrente del condensatore porta a diminuire la corrente dell’utilizzatore. Quindi rifasare significare anche diminuire il valore efficace della corrente utilizzata.

Dalle precedenti formule della potenza abbiamo che

e

che sottraendo membro a membro ci permette di scrivere che

ossia

e sviluppando alla fine perveniamo a

Ovviamente per determinati valori dell’angolo sufficientemente piccoli. Dato che insomma è abbastanza improbabile ottenere un rifasamento reale totale.