Energia

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Elettrodotto

I libri di fisica descrivono l'energia come la grandezza che misura la capacità di un sistema fisico di compiere lavoro.

L'unità di misura ufficiale del SI è il joule (simbolo J), ma sono ampiamente tollerate la caloria ed wattora (simbolo Wh o anche W·h). Quest'ultima unità di misura è quella più utilizzata in campo elettrico e corrisponde a 3 600 J. Ovviamente per energie elevate sono utilizzati i multipli, per esempio il kWh.

Due usi molto diffusi sono:

Misura del consumo di energia elettrica, per esempio all'interno delle bollette elettriche
Indicazione della quantità di energia immagazzinata da una batteria

L'energia generata o consumata si calcola moltiplicando la potenza generata o consumata (in watt) per la durata del fenomeno (in ore).

Esempio 1

Consideriamo per esempio il generatore dell'esempio 1. Esso eroga 25 mW. Ogni ora di funzionamento l'energia generata è pari a 25 mWh; in una giornata sono prodotti:

E = 25 mW · 24 h = 600 mWh = 0,6 Wh

Esempio 2

Un server consuma 1 400 W. Quanta energia è richiesta per un anno di lavoro, tenendo conto che la macchina è accesa 24/7/365? Quale è il costo annuale dell'energia elettrica sapendo che la tariffa elettrica è 0,276 €/kWh (nota 1)

E = 1,4 · 24 · 365 = 12 264 kWh

C = 12 264 · 0,276 = 3 385 €/anno

Esempio 3

Un PC portatile consuma 25 W quando la CPU funziona al 100% della sua velocità e 5 W quando quando impegnato in attività di navigazione WEB. La batteria ha una capacità di 45 Wh. Quanto vale l'autonomia nel primo e nel secondo scenario?

D1 = 45 Wh / 25 W = 1h 48'

D1 = 45 Wh / 5 W = 9h 00'

Esempio 4

Spesso la capacità di una batteria è espressa in mAh. Tale indicazione non è corretta, spesso fuorviante e utilizzabile esclusivamente se si conosce la tensione erogata.

Due batterie per radiomodelli

Le due batterie mostrate sono evidentemente diverse tra di loro:

La prima è indicata con una "capacità" di 1 800 mAh. Per ottenere l'energia immagazzinata occorre moltiplicare tale valore per la tensione che, nel caso in oggetto, è 22.2 V. La capacità è quindi pari a E = 1 800 mAh · 22,2 V = 40 Wh
La seconda è una batteria da 5 200 mAh con tensione 11.1 V. La capacità è quindi E = 5 200 mAh · 11.1 V = 58 Wh

Si noti inoltre la scritta su entrambe le batterie 50 C. Questa sigla indica la massima corrente che la batteria può erogare in modo continuativo senza danneggiarsi. Per ottenere questa corrente la procedura è concettualmente contorta, ma semplice da applicare: si moltiplica la "capacità" in mAh per (in questo caso) 50, ottenendo rispettivamente una corrente massima di scarica di 90 A e di 260 A. SI noti che tali correnti sono piuttosto elevate e che quindi richiedono cavi di adeguata sezione (nota 2).

Nelle batterie usate nelle auto con motore termico a volte è indicate anche la corrente di cortocircuito, simile al concetto precedente

Note

Tale dato (agosto 2022) è assolutamente variabile ed è solo una parte della bolletta
La seconda batteria riporta anche la scritta 100 C / Burst. Questa è la massima corrente erogabile per una sola volta

Data di creazione di questa pagina: agosto 2022
Ultima modifica: 29 agosto 2022