Quando si progetta oppure analizza un sistema elettrico è di fondamentale importanza avere padronanza dei concetti di tensione, corrente e potenza. Questi concetti sono espressi tramite le unità di misura denominate volt, ampere, watt, voltampere e voltampere reattivo e rappresentano la base per poter comprendere il funzionamento di qualsiasi circuito o dispositivo elettrico. Sebbene siano termini familiari, entrati nel linguaggio comune, non sempre è chiaro il loro significato nonostante siano alla base di qualsiasi progettazione elettrica. Conoscere questi concetti è la base per affrontare lo studio di qualsiasi sistema elettrico e permette di avere consapevolezza su vari aspetti come la selezione ed il dimensionamento dei componenti, la sicurezza elettrica, il consumo energetico e la conformità alle norme tecniche di progettazione.
Comprendere le differenze tra volt (V), ampere (A), watt (W), voltampere (VA) e voltampere reattivo (var) è fondamentale in diversi ambiti come quello elettrico, elettronico, energetico ma è anche utile nella quotidianità per valutare l’acquisto di un qualsiasi dispositivo elettrico, per capirne i consumi oppure semplicemente per capire il significato di quanto indicato nell’etichetta di un elettrodomestico. In questo articolo andremo a mostrare il significato di volt, ampere, watt, voltampere e voltampere reattivo le differenze tra queste grandezze, le unità di misura e le relazioni esistenti.
Cos’è l’Ampere (A)
L’ampere, indicato con il simbolo A, è l’unità di misura della corrente elettrica o, per meglio dire, dell’intensità di corrente. L’ampere rappresenta la quantità di carica elettrica che attraversa una superficie in un intervallo di tempo tempo. Essendo quindi l’intensità di corrente elettrica espressa come il rapporto tra una quantità di carica elettrica ed un intervallo di tempo si capisce come l’ampere corrisponde a coulomb/secondo ovvero A = C/s.
L’ampere prende il suo nome da André-Marie Ampère, fisico e matematico francese del XIX secolo. Il “Sistema internazionale di unità di misura“, SI, per poter definire in maniera quantitativa l’unità di misura A, utilizzò inizialmente le risultanze dell’esperimento condotto da André-Marie Ampère. Nel 1820 il fisico francese notò che due fili conduttori, percorsi da corrente presentano delle forze attrattive se la corrente che li attraversava aveva lo stesso verso, mentre erano presenti delle forze repulsive se attraversati da correnti di verso opposto.

La relazione matematica tra la forza in gioco tra i due conduttori e l’intensità di corrente che li attraversa va sotto il nome di Legge di Ampère e venne utilizzata da SI fino al 2019 per definire l’unità di misura ampere nel modo seguente:
L’intensità di corrente elettrica che, se mantenuta in due conduttori lineari paralleli, di lunghezza infinita e sezione trasversale trascurabile, posti a un metro di distanza l’uno dall’altro nel vuoto, produce tra questi una forza pari a 2*10−7 N per metro di lunghezza.
Nel 2018, alla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure, venne deciso di cambiare la definizione di ampere per esprimere l’unità di misura dell’intensità di corrente elettrica attraverso le unità fisiche di carica elementare (e) e tempo (s). La carica elementare è espressa in A*s e corrisponde ad e = 1.602176634 x 10–19 A*s.
L’ampere, dal 2019 e secondo quanto stabilito da SI, è definito come il flusso dell’inverso di carica elementare al secondo:
e è espressa in coulomb e quindi si ha coulomb = ampere * secondi. Esplicitando ampere risulta quanto segue:
L’ampere è una grandezza fondamentale definita dal “Sistema internazionale di unità di misura”, SI, in termini della carica elementare e. L’unità di misura ampere rappresenta il flusso di carica elementare che attraversa un conduttore al secondo.
Cos’è il Volt (V)
Il volt è l’unità di misura del potenziale elettrico ed è indicata secondo il sistema SI, con il simbolo V. Rappresenta la differenza tra il potenziale che possiamo trovare agli estremi di un conduttore quando questo è attraversato da un campo elettrico. Da un punto di vista fisico un volt esprime il lavoro compiuto dal campo elettrico per spostare una carica unitaria all’interno di un conduttore da un punto ad un altro.
Assumendo vA il potenziale al punto A e vB il potenziale al punto b è possibile esprimere la differenza di potenziale in termini del vettore del campo elettrico E lungo la linea l ovvero:
Da notare che l’integrale di linea non dipende dalla linea stessa bensì dal valore che il potenziale assume nei punti A e B. Per un campo elettrico stazionario ovvero irrotazionale, la differenza di potenziale tra due punti è indipendente dal percorso che unisce questi punti.
Cos’è il watt (W)
Il watt rappresenta l’unità di misura della potenza attiva nel sistema SI e si indica con il simbolo W.
In condizioni di segnali periodici, la potenza attiva è il valor medio sul periodo della potenza istantanea.
dove p è la potenza istantanea definita come il prodotto della tensione istantanea v e la corrente istantanea i.
In condizioni di segnali sinusoidali, la potenza attiva è la parte reale della potenza complessa.
In termini di grandezze elettriche il watt può essere espresso come il prodotto tra tensione e corrente.
Il watt esprimere la potenza come la quantità di lavoro necessario nell’unità di tempo e può essere espresso in termini di joule / secondo. Possiamo esprimere l’equivalenza di watt ad altre unità di misura watt come mostrato di seguito.
Cos’è il voltampere (VA)
Il voltampere è l’unità di misura della potenza apparente nel sistema SI e si indica con il simbolo VA. La potenza apparente ha valori complessi ed è il prodotto della tensione efficace tra due terminali e della corrente efficace che scorre sul componente o circuito servita da suddetti terminali.
In continua la potenza apparente coincide con la potenza attiva ovvero è il prodotto tra tensione e corrente. La potenza apparente in condizioni sinusoidali è il modulo della potenza complessa.
Il voltampere può essere espresso attraverso altre unità di misura come di seguito.
Si noti che voltampere e watt sono dimensionalmente identici.
Cos’è il voltampere reattivo (var)
Il voltampere reattivo, nel sistema SI, è l’unità di misura della potenza reattiva e si indica con var.
La potenza reattiva è la parte immaginaria della potenza complessa.
essendo:
Il voltampere reattivo può essere espresso attraverso altre unità di misura come di seguito.
Si noti che watt, voltampere, voltampere reattivi, essendo tutte misure di potenza e sebbene esprimano grandezze che diverse, sono dimensionalmente espresse nella stessa maniera.
Che differenza c’è tra volt, ampere, watt, voltampere e voltampere reattivo?
Ecco una spiegazione delle differenze tra volt (V), ampere (A), watt (W), voltampere (VA) e voltampere reattivo (var):
- volt (V) – Tensione:
- Il volt [V] è l’unità di misura della differenza di potenziale elettrico o tensione. Rappresenta il lavoro necessario per muovere le cariche elettriche in un circuito.
- ampere (A) – Corrente:
- L’ampere [A] è l’unità di misura dell’intensità di corrente elettrica. Rappresenta la quantità di carica elettrica che scorre attraverso un conduttore per unità di tempo. L’ampere è una grandezza fondamentale del sistema SI.
- watt (W) – Potenza reale:
- Il watt [W] è l’unità di misura della potenza attiva (detta anche potenza reale), cioè la quantità di energia effettivamente utilizzata o generata per compiere lavoro. Si ottiene moltiplicando tensione per corrente ed equivale alla quantità di lavoro su unità di tempo.
- voltampere (VA) – Potenza apparente:
- Il voltampere è l’unità di misura della potenza apparente. È il prodotto di tensione efficace e corrente efficace in un circuito. In alternata è il modulo della potenza complessa.
- voltampere reattivo (var) – Potenza reattiva:
- Il var è l’unità di misura della potenza reattiva, che è associata agli elementi reattivi di un circuito in alternata, come induttori e condensatori. Questi elementi accumulano e rilasciano energia ciclicamente, senza compiere lavoro utile. Sebbene non faccia lavoro utile, la potenza reattiva influisce sul dimensionamento dei componenti del sistema (come trasformatori e conduttori), poiché aumenta la corrente totale che il sistema deve gestire. In alternata indica la parte immaginaria della potenza complessa.