Nello studio dell’elettronica, esistono molte leggi e teorie. Queste leggi ci permettono di capire il funzionamento dei circuiti e dei componenti elettrici. Una di queste leggi è la legge di Watt. La legge di Watt prende il nome da James Watt, un ingegnere e chimico scozzese. Definisce la relazione tra potenza, tensione e corrente. Questa legge afferma che la potenza in un circuito è il prodotto di tensione e corrente. In questo articolo, discuteremo la legge di Watt, la sua formula, le applicazioni e altri concetti correlati.
Input importanti nella definizione della legge di Watt
Per comprendere appieno la legge di Watt, dobbiamo prima discutere i parametri utilizzati nella sua definizione che sono:
Tensione
La tensione (V) è la differenza di potenziale elettrico tra due punti in un circuito elettrico. Qualsiasi differenza di potenziale elettrico fa sì che gli elettroni fluiscano da un punto di potenziale più alto ad un punto di potenziale più basso. Volt è l’unità della tensione (V).
Corrente
La corrente (I) è la quantità di carica elettrica che scorre attraverso un punto di un circuito in un dato momento. La sua unità è l’ampere, o “ampere” (A). La corrente può fluire solo quando c’è una differenza di potenziale elettrico.
Resistenza
La resistenza (R) è l’opposizione al flusso di corrente. È una misura della capacità di un componente elettrico di resistere al flusso di corrente elettrica. L’unità di misura è l’ohm (Ω).
La legge di Ohm specifica la relazione tra corrente, resistenza e tensione. Questa legge afferma che la corrente che passa attraverso un conduttore è direttamente proporzionale alla sua tensione, cioè, I=V/R
Potenza
La potenza (P) è una misura della quantità di lavoro che un circuito può fare, o un componente può consumare per unità di tempo. In parole povere, è la quantità di energia elettrica trasferita per unità di tempo. L’unità di misura della potenza è il joule al secondo (J/sec) conosciuto anche come watt (W).
Formula della legge di Watt
La formula della legge di Watt è: P=IV
dove:
I = corrente
P = potenza
V = tensione
La gente spesso chiede; qual è la differenza tra la legge di Watt e la legge di Ohm? Mentre la legge di Ohm definisce la relazione tra resistenza, tensione e corrente in un circuito, la legge di Watt definisce la relazione tra potenza, tensione e corrente.
Tuttavia, è possibile combinare queste leggi per ottenere formule utili. Secondo la legge di Ohm, I=V/R e V=IR. Sostituendo queste nella formula di Watt, otteniamo:
P=IxIR=I2R e P=VxV/R=V2/R
Queste formule possono anche essere usate per ricavare molte altre formule.
È possibile effettuare la maggior parte dei calcoli che coinvolgono la formula di Watt manualmente. Tuttavia, puoi anche usare una calcolatrice online della legge di Watt.
Applicazioni della legge di Watt
Le seguenti sono alcune delle applicazioni della formula della legge di Watt:
- Se hai una fonte di energia, puoi usare questa formula per calcolare la potenza effettiva che la fonte può generare. Puoi anche usarla per calcolare la richiesta di potenza di un componente. Dati la corrente e la tensione della fonte, tutto quello che devi fare è moltiplicare i valori.
- Puoi calcolare il fabbisogno di potenza di un edificio usando la formula di Watt. Quando si progetta il cablaggio di un edificio, è necessario stimare il suo fabbisogno di potenza totale. Si può poi usare questa informazione per determinare le dimensioni dei cavi adatti all’edificio. È anche possibile stimare i costi dell’elettricità. Il fabbisogno di potenza di un edificio si ottiene calcolando la potenza individuale di ogni apparecchio o componente elettrico che l’edificio avrà e sommandole.
- Quando si conosce la potenza e la tensione di un componente elettrico, si può calcolare la sua corrente, usando la formula di Watt (I=P/V). Lo stesso vale per la tensione quando si conoscono solo la corrente e la potenza (V=P/I).
- Le formule derivate dalla combinazione della legge di Watt e della legge di Ohm possono essere utilizzate per calcolare la resistenza elettrica di un componente. Per esempio, se abbiamo una lampadina elettrica installata in una stanza, la resistenza elettrica della lampadina può essere calcolata usando P=V2R cioè R=P/V2.
Assumendo che la tensione fornita a quella stanza è di x volt, e la lampadina è valutata a y watt, allora la resistenza, R=x/y2.