7.2 : Potenza Media

Nelle applicazioni elettriche, il concetto di potenza istantanea variabile nel tempo non viene utilizzato frequentemente. L’attenzione si sposta invece sulla quantità più pratica nota come potenza media. La potenza media viene determinata integrando la potenza istantanea su un periodo di tempo specificato e dividendola successivamente per tale durata.

L'equazione per la potenza istantanea viene semplificata per arrivare a un'espressione nel dominio del tempo per la potenza media. In particolare, il secondo termine, che coinvolge una funzione coseno, ha una media pari a zero su un ciclo completo.

Di conseguenza, l'espressione finale della potenza media è indipendente dal tempo e dipende dalla differenza di fase tra tensione e corrente.

Confrontando questa espressione con la rappresentazione del fasore del prodotto di tensione e corrente, diventa evidente che la parte reale del fasore corrisponde alla potenza media.

Nei circuiti puramente resistivi, dove tensione e corrente sono perfettamente in fase, la potenza media è positiva, indicando un consumo energetico continuo. Al contrario, la potenza media diminuisce fino a zero nei circuiti puramente reattivi caratterizzati da uno sfasamento di novanta gradi tra tensione e corrente. Questo fenomeno è attribuito allo stoccaggio e al rilascio ciclico di energia, dove, in media, non viene consumata energia netta.

È importante riconoscere che mentre la potenza istantanea varia rispetto al tempo, la potenza media rimane costante. Il calcolo della potenza istantanea richiede tensione e corrente nel dominio del tempo, ma la potenza media può anche essere determinata quando tensione e corrente sono rappresentate nel dominio della frequenza utilizzando fasori.

Comprendere la potenza media è fondamentale nelle applicazioni pratiche, poiché facilita la valutazione del consumo energetico e dell'efficienza, soprattutto nei circuiti caratterizzati da diverse combinazioni di componenti resistivi e reattivi.