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Beedy Academy · Calcolatori

Calcolatori elettrici per impianti

Potenza monofase e trifase, motori, fattore di potenza, caduta di tensione, trasformatori e batterie: 14 calcoli d'impianto.

Basi ed energia

Legge di Ohm e potenza in CC

FormulaR = U ÷ I  ·  P = U × I = U² ÷ R = R × I²
V
A
Resistenza (R)—Ω
Potenza (P)—W

Vale anche in CA per un carico puramente resistivo. Un resistore che dissipa più della potenza nominale si surriscalda e brucia. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Resistenze in serie e in parallelo

FormulaRs = R₁ + R₂ + R₃  ·  1 ÷ Rp = 1 ÷ R₁ + 1 ÷ R₂ + 1 ÷ R₃
Ω
Ω
Ω
Equivalente in serie (Rs)—Ω
Equivalente in parallelo (Rp)—Ω

In parallelo, l'equivalente è sempre minore della resistenza più piccola. Misurare le resistenze fuori tensione, con il circuito isolato. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Resistenza riscaldante: resistenza e corrente

FormulaR = Un² ÷ Pn  ·  I = U ÷ R  ·  P = U² ÷ R
kW
V
V
Resistenza dell'elemento (R)—Ω
Corrente a tensione nominale—A
Potenza alla tensione reale—kW
Corrente alla tensione reale—A

Per elemento, resistenza supposta costante (varia un po' con la temperatura). Un elemento da 240 V alimentato a 208 V perde circa il 25 % della potenza. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Energia consumata (kWh)

FormulaE = P × α ÷ 100 × h × n
kW
%
h/d
g/anno
Potenza media assorbita—kW
Energia al giorno—kWh/d
Energia all'anno—kWh/anno

Fattore di carico = potenza media realmente assorbita ÷ potenza installata. Per un motore, misurare la potenza assorbita invece di fidarsi della targa.

Autonomia di batteria o UPS

FormulaE = C × U × DoD ÷ 100  ·  t = E × η ÷ 100 ÷ P
Ah
V
W
%
%
Energia utilizzabile della batteria—Wh
Autonomia stimata—h
Autonomia stimata—min

Stima: la capacità reale cala con alta corrente di scarica (effetto Peukert), al freddo e con l'età. Prevedere un margine del 20–25 % e fare una prova di autonomia. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Potenza in CA e distribuzione

Potenza monofase

FormulaS = U × I ÷ 1000  ·  P = S × cos φ  ·  Q = S × sin φ
V
A
Potenza apparente (S)—kVA
Potenza attiva (P)—kW
Potenza reattiva (Q)—kvar

Il fattore di potenza si misura con un analizzatore di rete; altrimenti usare quello di targa (valido solo a pieno carico). Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Potenza trifase

FormulaS = √3 × U × I ÷ 1000  ·  P = S × cos φ  ·  Q = S × sin φ
V
A
Potenza apparente (S)—kVA
Potenza attiva (P)—kW
Potenza reattiva (Q)—kvar

U = tensione concatenata, I = corrente di linea (media delle tre fasi). Carico equilibrato; se le correnti differiscono oltre il 10 %, cercarne la causa. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Rifasamento (condensatori)

FormulaQc = P × (tan φ₁ − tan φ₂)  ·  S = P ÷ cos φ
kW
Condensatori richiesti (Qc)—kvar
Potenza apparente prima—kVA
Potenza apparente dopo—kVA
Riduzione della corrente di linea—%

Non puntare oltre 0,95–0,98: sovracompensazione a basso carico e rischio di risonanza con le armoniche degli inverter. I condensatori restano carichi dopo il sezionamento: attendere la scarica e verificare l'assenza di tensione. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Trasformatore: corrente nominale e di cortocircuito

FormulaIn = S × 1000 ÷ (k × U)  (k = √3 : 3φ, 1 : 1φ)  ·  Isc = In × 100 ÷ Z%
kVA
V
%
Corrente nominale secondaria (In)—A
Corrente di cortocircuito massima (Icc)—kA

Cortocircuito ai morsetti del secondario con rete a monte infinita: valore conservativo per verificare il potere di interruzione. Lo studio di arco elettrico e selettività richiede un calcolo completo. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Caduta di tensione in un cavo

FormulaΔU = b × L × I × (ρ ÷ S × cos φ + λ × sin φ)  (b = √3 : 3φ, 2 : 1φ)  ·  ΔU% = ΔU ÷ U × 100
V
A
m
mm²
Caduta di tensione (ΔU)—V
Caduta di tensione (ΔU%)—%
Tensione al carico—V

Metodo IEC 60364-5-52, allegato G: ρ in esercizio 0,0225 (rame) o 0,036 (alluminio) Ω·mm²/m, λ = 0,08 mΩ/m. Riferimento abituale: 3–5 % in totale; vale la norma elettrica locale. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Motori e inverter

Corrente a pieno carico di un motore

FormulaP₁ = P ÷ η  ·  In = P₁ × 1000 ÷ (k × U × cos φ)  (k = √3 : 3φ, 1 : 1φ)
kW
V
%
Potenza assorbita (P₁)—kW
Corrente a pieno carico (In)—A

P = potenza meccanica all'albero (targa). Stima: tarare la protezione di sovraccarico sulla corrente di targa e dimensionare i conduttori con le tabelle normative. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Velocità di sincronismo e scorrimento

FormulaNs = 120 × f ÷ p  ·  s = (Ns − N) ÷ Ns × 100
Hz
giri/min
Velocità di sincronismo (Ns)—giri/min
Scorrimento (s)—%

p = numero di poli (2 × coppie polari). Scorrimento tipico a pieno carico di un motore asincrono: 1–5 %; cresce con il carico, quindi la velocità indica il carico.

Corrente di avviamento di un motore

FormulaId = In × k  ·  IY-Δ = Id ÷ 3
A
×
Avviamento diretto—A
Avviamento stella-triangolo—A

k è riportato in targa o nella scheda del motore (spesso 5–8). In stella-triangolo anche la coppia di avviamento scende a un terzo. La corrente di avviamento dura pochi secondi. Lavori elettrici: solo persona qualificata, con sezionamento e lucchetto.

Inverter: potenza ridotta (leggi di affinità)

FormulaP₂ = P₁ × (N₂ ÷ N₁)³  ·  E = (P₁ − P₂) × h
kW
%
h/anno
Potenza alla nuova velocità (P₂)—kW
Potenza risparmiata—kW
Energia risparmiata all'anno—kWh/anno

Legge del cubo ideale: pompa o ventilatore centrifugo senza prevalenza statica. Con prevalenza statica e perdite dell'inverter (2–4 %) e del motore, il risparmio reale è minore: misurarlo.

Strumenti di apprendimento e verifica. Gli intervalli indicati sono riferimenti generali: seguite sempre le procedure, le autorizzazioni e le consegne del vostro impianto. Non viene inviato nulla: i calcoli avvengono nel browser.