Potenza Vs tensione: analisi e fatti comparativi


Questo articolo discuterà in dettaglio la potenza rispetto alla tensione, ad esempio la relazione tra potenza rispetto alla tensione, potenza reattiva, potenza del motore, fattore di potenza, ecc.

Confronto tra potenza e tensione:

PowerVoltaggio
La potenza è il tasso di energia assorbita o fornita rispetto al tempo. La tensione è la caduta di potenziale tra due punti.
La definizione matematica di potenza è la moltiplicazione o il prodotto della tensione istantanea e della corrente istantanea di un circuito. La definizione matematica di tensione (come legge di Ohm) è il prodotto o la moltiplicazione della resistenza e della corrente di un percorso o ramo di un circuito.
P = VI V = IR

La potenza è uguale alla tensione?

La tensione è la caduta di potenziale tra due punti, mentre la potenza è la velocità dell'energia assorbita o fornita rispetto al tempo.

La potenza istantanea (o immediata) di qualsiasi circuito può essere descritta come il prodotto della corrente istantanea (o immediata) (i) e della tensione istantanea (o immediata) (v). L'unità di misura (o componente) della potenza è il watt. La tensione è la forza elettromotrice e la sua unità di misura è Volt.

Qual è la sua relazione con la tensione e la potenza?

La potenza è il tasso di assorbimento e fornitura di energia rispetto al tempo e la sua unità di misura è watt.

Per definire la relazione tra potenza e tensione, dalla fisica, lo sappiamo

[latex] p\Delta =\frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{d} t} [/latex]

 Dove p è la potenza in watt, w è l'energia in joule e t è il tempo in secondi.

ora, [latex] p =\frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{d} t} = \frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{d} t} \frac{\mathrm{ d} q}{\mathrm{d} t} = vi [/latex]

quindi [latex] p =vi [/latex]

Qui p è la potenza istantanea, una quantità di tempo variabile, v è la tensione istantanea e i è la corrente istantanea.

La direzione della corrente e la polarità della tensione determinano il segno della potenza. Quando la potenza è in segno positivo, la potenza viene erogata osservata da un elemento. Se la potenza è in segno negativo, la potenza è fornita da qualsiasi elemento.

Secondo la convenzione del segno passivo, la corrente entra attraverso la polarità positiva della sorgente di tensione; quando la potenza è positiva, ciò implica la potenza assorbente, e se la potenza è negativa, significa che l'elemento sta rilasciando o fornendo potenza.

Limite di potenza rispetto alla tensione del nucleo

I termini tensione del nucleo e limite di potenza sono termini definiti per i microprocessori.

Limite di potenza è l'entità massima della potenza che può essere prodotta o consumata dal sistema. In alcuni casi, quando il consumo di energia supera i limiti di potenza specifici per il processore, vale a dire quando il processore riduce automaticamente la frequenza del core per ridurre al minimo la potenza nell'intervallo richiesto.

Al tempo stesso, Tensione di base è una tensione di alimentazione specificatamente definita al nucleo del processore di un microprocessore. Ciascun microprocessore ha un intervallo specifico di tensione del nucleo, a dimostrazione del fatto che l'intervallo della tensione del nucleo può variare con il produttore o il tipo di microprocessore, il che significa che il produttore può configurare il processore per utilizzare qualsiasi tensione all'interno dell'intervallo della tensione del nucleo definita.

Controllo del fattore di potenza vs controllo della tensione

Il livello di tensione può essere controllato controllando l'assorbimento di produzione e il flusso di potenza reattiva in un circuito.

Diversi dispositivi o metodi di controllo della tensione cercano come fonte o dissipatore di potenza reattiva

Controllo del fattore di potenza può essere utilizzato per aumentare il carico del fattore di potenza, migliorando l'efficienza del sistema di distribuzione. Per il controllo del rifasamento possono essere utilizzati induttori, condensatori, raddrizzatori, ecc.

C'è un'attrezzatura specifica che viene utilizzata per il controllo del fattore di potenza. Quelli sono:

  • Condensatori statici,
  • condensatore sincrono,
  • Avanzatore di fase.

Perdita di potenza contro caduta di tensione

La caduta di tensione è la caduta o la diminuzione del potenziale elettrico in un circuito, mentre la perdita di potenza è lo spreco di energia elettrica.

Caduta di tensione in un circuito è generalmente causato dalla resistenza del flusso di corrente attraverso un conduttore, oppure un filo è qualsiasi lunghezza o dimensione del filo che ha una certa resistenza. E la corrente che scorre attraverso il filo provoca la caduta di tensione all'aumentare della lunghezza del filo, la resistenza aumenta, con conseguente notevole caduta di tensione nel circuito. Allo stesso tempo, la perdita di potenza può essere causata da qualsiasi guasto nel circuito o dalla bassa efficienza del circuito complessivo. La perdita di potenza è generalmente causata da un cortocircuito, guasto a cascata, fusibile, rumore, dissipazione di potenza indesiderata, ecc.

La caduta di tensione attraverso un circuito può essere determinata dal valore dell'impedenza del circuito complessivo. Allo stesso tempo, la perdita di potenza in un circuito può essere determinata dalla differenza di potenza di ingresso e di uscita del circuito.

All'aumentare della tensione, tutta la corrente aumenta attraverso il circuito, il che può causare una maggiore perdita di potenza su qualsiasi componente o filo del circuito.

potenza vs tensione
Immagine di credito: "Alta tensione" by El Florio è sotto licenza CC BY-SA 2.0

Potenza DB Vs Tensione DB

Il guadagno di tensione o potenza, o qualsiasi guadagno in elettronica può essere definito in db.

Il guadagno di tensione in termini di DB (significa decibel) può essere definito come la differenza tra il livello di tensione di uscita (o livello di potenziale elettrico di ingresso) in decibel nel livello di tensione di ingresso (o livello di potenziale elettrico di uscita) in decibel. 

Il valore è anche uguale ai 20 volte del log standard del rapporto tra la tensione di uscita ( [latex] V_out [/latex] ) e la tensione di ingresso ( [latex] V_in [/latex] ).

[latex] db= 20 log10 \frac{v_o}{v_i} [/latex]

Dove [latex] v_o [/latex] è la tensione di uscita e vi è la tensione di ingresso

Un guadagno di potenza in DB può essere descritto come la differenza tra la potenza generata nell'uscita del circuito in decibel e la potenza in ingresso al circuito in decibel.

Il valore del guadagno di potenza è pari a 10 volte il logaritmo comune del rapporto tra la potenza generata all'uscita del circuito e la potenza in ingresso al circuito.

[latex] db= 10 log10 \frac{p_o}{p_i} [/latex]

Dove [latex] p_o [/latex] è la potenza generata all'uscita del circuito.

E [latex] p_i [/latex] è la potenza in ingresso al circuito.

Guadagno di potenza contro guadagno di tensione

A volte, il guadagno di potenza non può essere chiaro in termini di potenza in ingresso e potenza in uscita.

guadagno di potenza di un circuito può essere descritto come il rapporto tra la potenza in uscita generata e la potenza in ingresso applicata al circuito. Il guadagno di tensione può essere definito come il rapporto tra la tensione di uscita prodotta nel circuito e la tensione di ingresso applicata al circuito.

Amplificatore di potenza vs amplificatore di tensione

L'amplificatore è un dispositivo utilizzato per aumentare o aumentare la potenza complessiva di un segnale.

A amplificatore di tensione viene utilizzato per elevare il livello di tensione (o livello di potenziale elettrico) all'uscita dell'amplificatore. Si chiama anche amplificatore per piccoli segnali. L'accoppiamento utilizzato in questo amplificatore è l'accoppiamento RC. Mentre un amplificatore di potenza viene utilizzato per aumentare il livello di potenza all'uscita dell'amplificatore, questo amplificatore è anche riconosciuto come un grande amplificatore di segnale. L'accoppiamento utilizzato in questo amplificatore è l'accoppiamento del trasformatore.

L'ampiezza del segnale di ingresso del amplificatore di potenza è relativamente più esteso di quello del segnale di ingresso di un amplificatore di tensione. Il valore di Beta di qualsiasi amplificatore di potenza è molto più alto di quello di un amplificatore di tensione. La dissipazione del calore in un amplificatore di potenza è superiore a quella di un amplificatore di tensione. L'impedenza di carico è relativamente più alta per un amplificatore di tensione rispetto a un amplificatore di potenza.

Condizionatore di potenza vs regolatore di tensione

Un condizionatore di alimentazione è un dispositivo che protegge il dispositivo da sbalzi di tensione o picchi.

A condizionatore di potenza viene utilizzato principalmente per migliorare la qualità della potenza che sta per erogare alle apparecchiature di carico. Comunemente, un condizionatore di alimentazione presenta anche il filtraggio delle interferenze elettromagnetiche (EMI) e delle interferenze a radiofrequenza (RFI).

regolatore di tensione è un dispositivo utilizzato per mantenere la tensione ad un valore costante o entro un intervallo predefinito. Una tensione inferiore o una sovratensione può influire sulle prestazioni o sulla salute dei dispositivi elettronici.

In alcuni casi, un condizionatore di potenza può essere progettato con un regolatore di tensione insieme ad altri circuiti che svolgono almeno un'altra funzione per migliorare la qualità dell'alimentazione, come la separazione del rumore, la correzione del fattore di potenza, la protezione da impulsi transitori, ecc.

Potenza dinamica vs tensione

La dissipazione di potenza totale di un circuito CMOS è una somma della dissipazione di potenza dinamica e statica o di dispersione.

La potenza dinamica è riferita alla componente della dissipazione di potenza totale del circuito CMOS quando il circuito CMOS cambia il suo stato logico da una logica all'altra. La potenza dinamica è la funzione della frequenza di commutazione della tensione di alimentazione e del carico di uscita del transistor.

La dissipazione di potenza dinamica in relazione alla tensione di alimentazione può essere definita come 

[lattice] P = CV^2 f [/lattice]

Dove V è la tensione di alimentazione ed f è la frequenza di commutazione.

E la tensione di alimentazione diminuisce anche la potenza dinamica diminuisce.

Potenza elettrica vs tensione

L'energia elettrica può essere definita come l'energia dissipata o prodotta nell'unità di tempo. La componente di misura della potenza è il watt.

energia elettrica di un circuito può essere descritto come il prodotto della tensione (o energia potenziale elettrica) e della corrente attraverso il circuito. La potenza attraverso un circuito può essere misurata utilizzando un misuratore di potenza.

Voltaggio può essere descritto come il potenziale calo tra due punti. L'unità di misura della tensione è Volt. La tensione può essere definita come il prodotto di Volt e carica. La tensione di un circuito può essere misurata con un voltmetro.

Potenza di dispersione vs tensione

La potenza di dispersione è una funzione della tensione di soglia della tensione applicata e delle dimensioni del transistor. La potenza di dispersione può essere ridotta con una tensione di esercizio inferiore.

In CMOS potere di dispersione, la potenza viene consumata quando il transistor si trova nella regione sottosoglia, il che significa che il consumo di energia da parte della corrente sottosoglia (corrente tra sorgente e scarico durante la sottosoglia del transistor) e il diodo di polarizzazione inversa in un transistor CMOS è noto come potenza di dispersione. La potenza di dispersione può dipendere dalla variazione del transistor soglia di voltaggio. La potenza di dispersione è il risultato di una corrente di dispersione indesiderata nel canale di soglia quando il transistor non funziona.

Potenza motore vs tensione

Un motore elettrico è una macchina che trasforma o converte il formato elettrico dell'energia nel formato meccanico dell'energia.

La potenza di un motore può essere definita prodotto del tasso di conservazione per la generazione di energia per unità di tempo.

Il rapporto tra potenza e tensione può essere definito come il prodotto della tensione istantanea e della corrente istantanea è uguale alla potenza istantanea quando la potenza del motore è costante. Tuttavia, quando la tensione si riduce, aumenta la corrente sul motore e quando la tensione aumenta, la corrente assorbita dal motore o il calore generato dal motore si riduce. Tuttavia, l'alta tensione può saturare la componente magnetica del motore.

Motore elettrico E-Twow
Credito d'immagine: “Motore elettrico E-Twow” by kasparsdambis è sotto licenza CC BY 2.0

Quando c'è una differenza di fase tra tensione e corrente, la potenza del motore è definita come il prodotto del fattore di potenza con corrente e tensione.

Finché il motore assorbe abbastanza corrente dall'alimentatore verrà generata la stessa quantità di potenza, con diversi valori di tensione, il che significa che con una tensione maggiore, ciò non significa che il motore genererà più potenza.

Potenza RF vs tensione

Potenza RF sta per potenza a radiofrequenza. La radiofrequenza è l'elevata velocità di oscillazione della corrente CA o della tensione di qualsiasi campo elettrico, magnetico o elettromagnetico.

Un amplificatore di potenza a radiofrequenza (RF) è un tipo di amplificatore che trasforma o modifica un segnale a radiofrequenza a bassa potenza all'interno di un segnale a radiofrequenza ad alta potenza. 

Generalmente, nell'antenna del trasmettitore viene utilizzato un amplificatore di potenza RF. La potenza a radiofrequenza (o RF) o potenza RF è in senso generale descritta in dBm (dBm è un'unità logaritmica di potenza utilizzata nell'elettronica radiofonica e a microonde) con tensione per determinata impedenza.

In elettronica, la potenza è misurata in mW e può essere definita con l'aiuto della caduta di tensione attraverso il impedenza della potenza del circuito RF attraverso il circuito RF può essere definito come

[latex] P = \frac{V^2}{Z} [/latex]

Dove P è la potenza, V è la tensione e Z è l'impedenza.

Potenza reattiva vs tensione

Tramite la triangolo di potenza, è possibile definire la relazione tra potenza apparente, potenza reale e potenza reattiva.

Definiamo il rapporto tra potenza reattiva e tensione. In un'unica fase Circuito CA con un carico di Impedenza Z, allora la corrente e la tensione istantanea possono essere definite come

[latex] v=\sqrt{2} v sin\omega t [/latex]

[latex] i = \sqrt{2} I sin(\omega t -\theta) [/latex]

dove [latex] I= \frac{V}{Z} [/latex]

Ora la potenza istantanea erogata al carico può essere definita come

[latex] p=iv = 2 VI sin \omega t sin (\omega t – \theta) [/latex]

[latex] = VI [I cos \theta (1 – cos 2\omega t) + I sin \theta sin 2\omega t] [/latex]

Nell'equazione di cui sopra, la componente in quadratura della corrente I sin theta è la componente della potenza oscillante di frequenza [latex] 2\omega [/latex] al signore con valore medio zero. Questa componente di potenza è nota come potenza reattiva.

Potere reattivo può anche essere definita come la misura dello scambio di energia tra la sorgente e la parte reattiva del carico.

La potenza reattiva viene trasferita avanti e indietro tra la sorgente e il carico, rappresentando uno scambio senza perdite tra la sorgente e il carico; la potenza reattiva è zero per il carico resistivo, mentre inferiore a zero per il carico capacitivo e più significativa di zero per il carico induttivo.

La potenza reattiva è indicata con Q e l'unità di potenza reattiva è volt-ampere reattiva.

Generalmente, la tensione aumenta all'aumentare della potenza reattiva, mentre la tensione diminuisce al diminuire della potenza reattiva, quale tensione primaria è direttamente proporzionale alla potenza reattiva, wQuando la potenza reattiva è costante, la tensione scende che fa aumentare la corrente per mantenere l'alimentazione, il che si traduce in qualsiasi sistema che consuma più potenza reattiva con conseguente ulteriore calo della tensione.

In un circuito AC, la tensione è controllata mantenendo la produzione e l'assorbimento di potenza reattiva.

Neha Panda

Sono laureata in Elettronica Applicata e Ingegneria della Strumentazione. Sono una persona curiosa. Ho un interesse e una competenza in materie come trasduttori, strumentazione industriale, elettronica, ecc. Mi piace conoscere le ricerche scientifiche e le invenzioni e credo che la mia conoscenza in questo campo contribuirà ai miei sforzi futuri. ID LinkedIn- https://www.linkedin.com/in/sneha-panda-aa2403209/

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