Formula per la caduta di tensione e calcolo esemplificativo
Cosa è la Caduta di Tensione?
La caduta di tensione è la diminuzione del potenziale elettrico lungo il percorso di una corrente che scorre in un circuito elettrico. In termini più semplici, è una "caduta di tensione". Le cadute di tensione si verificano a causa della resistenza interna della sorgente, degli elementi passivi, attraverso i conduttori, i contatti e le connessioni, e sono indesiderate perché parte dell'energia fornita viene dissipata.
La caduta di tensione su un carico elettrico è proporzionale all'energia disponibile per essere convertita in quella carico in un'altra forma utile di energia. La caduta di tensione è calcolata tramite la legge di Ohm.
Caduta di Tensione nei Circuiti a Corrente Continua
Nei circuiti a corrente continua, la ragione della caduta di tensione è la resistenza. Per comprendere la caduta di tensione nel circuito a corrente continua, consideriamo un esempio. Supponiamo un circuito composto da una sorgente CC, 2 resistenze collegate in serie e un carico.
Ogni elemento del circuito avrà una certa resistenza. Ricevono e perdono energia fino a un certo valore. Ma il fattore determinante del valore di energia sono le caratteristiche fisiche degli elementi. Quando misuriamo la tensione tra l'alimentazione CC e la prima resistenza, vedremo che sarà inferiore alla tensione di alimentazione.
Possiamo calcolare l'energia consumata da ciascuna resistenza misurando la tensione su ciascuna resistenza individuale. Mentre la corrente scorre attraverso il filo partendo dall'alimentazione CC fino alla prima resistenza, parte dell'energia fornita dalla sorgente viene dissipata a causa della resistenza del conduttore.
Per verificare la caduta di tensione, utilizziamo la legge di Ohm e la legge di Kirchhoff per i circuiti, riassunte di seguito.
La legge di Ohm è rappresentata da
V → Caduta di Tensione (V)
R → Resistenza Elettrica (Ω)
I → Corrente Elettrica (A)
Per i circuiti chiusi a corrente continua, utilizziamo anche la legge di Kirchhoff per i circuiti per il calcolo della caduta di tensione. È come segue:
Tensione di Alimentazione = Somma delle cadute di tensione su ciascun componente del circuito.
Calcolo della Caduta di Tensione su una Linea di Alimentazione CC
Prendiamo ad esempio una linea di 100 piedi. Quindi, per 2 linee, 2 × 100 piedi. Sia la resistenza elettrica 1,02 Ω/1000 piedi e la corrente 10 A.
Caduta di Tensione nei Circuiti a Corrente Alternata
Nei circuiti CA, oltre alla Resistenza (R), ci sarà una seconda opposizione al flusso di corrente – la Reattanza (X), che comprende XC e XL. Entrambe X e R opporranno il flusso di corrente. La somma dei due è detta Impedenza (Z).
XC → Reattanza capacitiva
XL → Reattanza induttiva
L'ammontare di Z dipende da fattori come la permeabilità magnetica, gli elementi isolanti elettrici e la frequenza CA.
Analogamente alla legge di Ohm nei circuiti CC, qui è data da
E → Caduta di Tensione (V)
Z → Impedenza Elettrica (Ω)
I → Corrente Elettrica (A)
IB → Corrente a pieno carico (A)
R → Resistenza del conduttore del cavo (Ω/1000ft)
L → Lunghezza del cavo (un lato) (Kft)
X → Reattanza induttiva (Ω/1000f)
Vn → Tensione fase-neutro
U
