7.1 : Potenza istantanea

La potenza istantanea è importante nei circuiti elettrici, soprattutto quando si tratta di ingresso sinusoidale. La potenza istantanea, indicata come p(t), risulta dalla moltiplicazione della tensione istantanea (v(t)) ai capi di un elemento e della corrente istantanea (i(t)) che lo attraversa. Questa relazione aderisce alla convenzione dei segni passivi e rappresenta un principio fondamentale nell'ingegneria elettrica.

Quando si esamina la potenza istantanea, questa può essere espressa come una combinazione di due termini distinti. Il primo termine, che rimane costante, dipende dalla differenza di fase tra tensione e corrente. Il secondo termine, caratterizzato da un'oscillazione sinusoidale, presenta una frequenza doppia rispetto a quella della tensione o della corrente.

Nei circuiti che comprendono elementi di resistenza e reattanza, la potenza istantanea è dinamica e oscilla tra valori positivi e negativi. Nei casi di circuiti puramente resistivi, dove tensione e corrente sono perfettamente in fase, la potenza istantanea si dissipa costantemente positivamente.

Al contrario, nei circuiti dominati da componenti induttivi e capacitivi, lo sfasamento tra tensione e corrente porta a fluttuazioni intermittenti della potenza istantanea tra valori positivi e negativi. Questo fenomeno può essere attribuito all'accumulo e al rilascio ciclico di energia da parte di induttori e condensatori mentre la corrente attraversa i primi e la tensione appare nei secondi.

Durante la fase di rilascio dell'energia, questi elementi reattivi agiscono come fonti di energia, restituendo effettivamente energia al circuito con conseguente manifestazione di potenza istantanea negativa. Questa complessa interazione tra tensione, corrente e dinamica di potenza sottolinea i principi fondamentali che governano i circuiti elettrici. La comprensione di questi principi è fondamentale per una gestione efficiente dell’energia e la progettazione dei sistemi elettrici.