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Da kW ad ampere: le formule che servono davvero

È il calcolo più elementare dell'elettrotecnica e anche quello che si sbaglia più spesso, perché quasi nessuno legge bene la targa: kW resi o kW assorbiti? kW o kVA?

Aggiornato il · 4 min di lettura · a cura della redazione tecnica Quadrista

Serve per scegliere l'interruttore, il cavo, la sezione del neutro, il contatore. È il primo numero di ogni progetto e vale la pena farlo bene.

Le due formule

MONOFASE (230 V) Ib = P / (V × cosφ) TRIFASE (400 V) Ib = P / (√3 × V × cosφ)   con √3 = 1,732 P in watt, V in volt, Ib in ampere

Se la potenza è espressa in kVA (potenza apparente) il cosφ sparisce, perché è già dentro:

Monofase: Ib = S / V     Trifase: Ib = S / (√3 × V)

Il cos φ: che valore usare

Il fattore di potenza dice quanta parte della corrente fa lavoro utile. Se non è indicato in targa, questi sono i valori tipici:

Tipo di caricocos φ tipicoNota
Resistenze (forno, scaldabagno, phon, piastre)1,00Corrente in fase con la tensione
Piano a induzione0,95 – 1,00Elettronica con PFC
Motore asincrono a pieno carico0,80 – 0,88Cala molto a vuoto (fino a 0,3)
Motore con inverter0,95 – 0,98Lato rete, con PFC
Pompa di calore / condizionatore inverter0,90 – 0,98Leggere la targa
Illuminazione LED con driver0,90 – 0,95I driver economici scendono a 0,5
Saldatrice0,60 – 0,80Servizio intermittente, vedi fattore di servizio
Wallbox / caricabatterie EV0,98 – 1,00PFC obbligatorio
UPS / server / alimentatori switching0,95 – 0,99Attenzione alle armoniche sul neutro

Il rendimento: la trappola dei motori

Sulla targa di un motore il valore in kW è la potenza resa all'albero, non quella assorbita dalla rete. La differenza è il rendimento η, che per i motori IE3 sta fra 0,85 e 0,93 a seconda della taglia.

Ib = P_albero / (√3 × V × cosφ × η)

Esempio. Motore trifase 7,5 kW, cosφ = 0,86, η = 0,89.
Senza rendimento: 7500 / (1,732 × 400 × 0,86) = 12,6 A — sbagliato.
Con rendimento: 12,6 / 0,89 = 14,1 A — corretto. La differenza del 12% può far scegliere un 16 A invece di un 20 A, con la protezione che scatta ogni volta che il motore lavora a pieno carico.

Tabella rapida — monofase 230 V

Potenzacosφ = 1cosφ = 0,9cosφ = 0,8
0,5 kW2,2 A2,4 A2,7 A
1 kW4,3 A4,8 A5,4 A
1,5 kW6,5 A7,2 A8,2 A
2 kW8,7 A9,7 A10,9 A
3 kW13,0 A14,5 A16,3 A
4,5 kW19,6 A21,7 A24,5 A
6 kW26,1 A29,0 A32,6 A
7,4 kW32,2 A35,7 A40,2 A
10 kW43,5 A48,3 A54,3 A

Tabella rapida — trifase 400 V

Potenzacosφ = 1cosφ = 0,9cosφ = 0,8
2 kW2,9 A3,2 A3,6 A
4 kW5,8 A6,4 A7,2 A
5,5 kW7,9 A8,8 A9,9 A
7,5 kW10,8 A12,0 A13,5 A
11 kW15,9 A17,6 A19,8 A
15 kW21,7 A24,1 A27,1 A
22 kW31,8 A35,3 A39,7 A
30 kW43,3 A48,1 A54,1 A
45 kW65,0 A72,2 A81,2 A
75 kW108,3 A120,3 A135,4 A
 Valori di potenza assorbita dalla rete. Per i motori, dividere ulteriormente per il rendimento η.

La corrente di spunto: quella che fa scattare tutto

Un motore asincrono ad avviamento diretto assorbe allo spunto da 5 a 8 volte la corrente nominale per qualche secondo. Un trasformatore o un alimentatore switching hanno picchi di inserzione ancora più brevi ma anche più violenti.

Questo non cambia il dimensionamento del cavo (lo spunto dura troppo poco per scaldarlo), ma cambia la curva dell'interruttore: con una curva C il magnetico interviene fra 5 e 10 volte In, e uno spunto a 7×In può farlo scattare. Per i motori si usa la curva D (10–20×In) o un interruttore magnetotermico per motori (curva K / MA).

Il caso trifase squilibrato

Le formule trifase valgono per carichi equilibrati. Se su un quadro trifase colleghi carichi monofase (il caso normale in un appartamento o in un ufficio), la corrente non si divide in tre parti uguali: va calcolata fase per fase, sommando i carichi collegati a ciascuna.

Attenzione al neutro. Nel trifase con carichi monofase squilibrati il neutro porta la corrente di squilibrio. Con carichi elettronici (LED, alimentatori, inverter) le armoniche di terza si sommano aritmeticamente sul neutro e possono farlo arrivare a portare più corrente delle fasi: in questi casi il neutro non va ridotto e va considerato un conduttore caricato ai fini della portata.

La verifica finale, sempre la stessa

Trovata Ib, il resto è la catena di sempre: interruttore normalizzato subito sopra, cavo con portata corretta maggiore o uguale all'interruttore, caduta di tensione entro il 4%. Se il carico è un motore, aggiungi la scelta della curva e, sopra i 4–5 kW, la valutazione di un avviamento diverso da quello diretto.

Domande frequenti

Quanti ampere sono 3 kW?

In monofase a 230 V con cos φ = 1 sono 13 A. Se il carico è induttivo, per esempio un motore con cos φ = 0,8, gli stessi 3 kW diventano 16,3 A. In trifase a 400 V sono 4,3 A con cos φ = 1.

Qual è la differenza fra kW e kVA?

I kVA sono la potenza apparente, i kW la potenza attiva: kW = kVA × cos φ. Il cavo e l'interruttore si dimensionano sui kVA (cioè sulla corrente vera), mentre il contatore dell'energia misura i kWh. Un gruppo elettrogeno da 20 kVA con cos φ = 0,8 eroga 16 kW.

Il contatore da 3 kW quanti ampere sopporta?

La fornitura domestica da 3 kW è tarata su 230 V e sopporta in continuo circa 13 A, con una tolleranza del 10% (circa 3,3 kW) prima dell'intervento del limitatore, che comunque concede alcuni minuti prima di staccare.

Come si calcola la corrente di un motore trifase?

Ib = P / (√3 × V × cos φ × η), dove P sono i kW resi all'albero indicati in targa, cos φ è il fattore di potenza di targa e η il rendimento. Trascurare il rendimento sottostima l'assorbimento del 10-15%.

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