Convertitore di unità di potenza: W, kW, hp e PS

Convertitore di unità di potenza

La potenza indica la rapidità con cui l'energia viene utilizzata o prodotta. Un convertitore di unità di potenza riscrive un valore di potenza da un'unità a un'altra, ad esempio da kilowatt a cavalli vapore. Questa pagina converte tra watt, kilowatt, cavalli vapore meccanici e cavalli vapore metrici e mostra contemporaneamente tutti e quattro i valori.

Funzionamento del convertitore

L'utente inserisce un numero e seleziona l'unità in cui è espresso. La pagina restituisce la stessa potenza in tutte e quattro le unità.

• I risultati sono mostrati con otto cifre significative. Viene arrotondata solo la visualizzazione. La conversione viene eseguita sul numero così come è stato inserito.
• Un risultato inferiore a 0,0001 o pari a un miliardo o più viene mostrato in notazione scientifica. Lo zero viene mostrato come semplice 0.
• Sono accettati i valori negativi. Un motore che genera potenza invece di assorbirla ha un valore negativo.
• Una casella vuota produce una richiesta invece di un numero. Un collegamento contenente un'unità non offerta dalla pagina produce un messaggio invece di una conversione.

Le quattro unità

Il watt è l'unità SI: un joule di energia ogni secondo. Ciascuna delle altre tre unità corrisponde a un numero fisso di watt. Nessuno di questi tre numeri è una misurazione, quindi nessuno cambia nel tempo.

Formula di conversione della potenza

Ogni unità qui è un multiplo fisso del watt, quindi una conversione consiste in una moltiplicazione seguita da una divisione. Il valore viene convertito in watt e poi riconvertito nell'unità desiderata:

$P_2 = \frac{P_1 \times k_1}{k_2}$

dove $P_1$ è la potenza inserita, $k_1$ è il numero di watt contenuti in un'unità dell'unità scelta, $k_2$ è il numero di watt contenuti in un'unità dell'unità desiderata e $P_2$ è il risultato.

Non si aggiunge né si sottrae nulla durante il procedimento, perché tutte e quattro le scale indicano zero alla stessa potenza. Cambia solo l'ampiezza dell'intervallo. La temperatura è il caso in cui ciò non vale: Celsius e Fahrenheit iniziano a contare da punti diversi, quindi un convertitore che si limitasse a moltiplicare mostrerebbe 0 °C come 0 °F invece di 32 °F.

Da dove derivano i due valori del cavallo vapore

Il cavallo vapore meccanico è definito come 550 piedi (168 m)-libbra-forza al secondo. Un piede-libbra-forza è il lavoro compiuto quando una forza di una libbra-forza sposta qualcosa di un piede. Entrambe queste parti sono definite esattamente. L'Accordo internazionale su yard e libbra del 1959 stabilisce il piede pari a 0,3048 m e la libbra pari a 0,45359237 kg. Una libbra-forza è quella libbra sottoposta alla gravità standard, che corrisponde a 4,4482216152605 N.

$1\ \mathrm{hp} = \frac{550 \times 0.3048\ \mathrm{m} \times 4.4482216152605\ \mathrm{N}}{1\ \mathrm{s}} = 745.69987158227022\ \mathrm{W}$

Il cavallo vapore metrico, indicato con PS, è definito come 75 chilogrammo-forza metri al secondo. Un chilogrammo-forza è un chilogrammo sottoposto alla stessa gravità standard, quindi corrisponde a 9,80665 N.

$1\ \mathrm{PS} = \frac{75 \times 9.80665\ \mathrm{N} \times 1\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{s}} = 735.49875\ \mathrm{W}$

La gravità standard è stata fissata a 9,80665 m/s² dalla 3ª Conferenza generale dei pesi e delle misure nel 1901. È un valore concordato, non una misurazione locale, e ciò consente a un'unità di massa di fungere da unità di forza. La pubblicazione speciale NIST 811, appendice B, elenca il cavallo vapore meccanico arrotondato a 745,6999 W.

Esempio: un'auto da 100 kW

Un'auto con potenza nominale di 100 kW produce 100.000 watt. Dividendo questo valore per i watt contenuti in un cavallo vapore meccanico si ottiene il valore usato negli Stati Uniti e nel Regno Unito:

$P = \frac{100\,000}{745.69987158227022} \approx 134.10221\ \mathrm{hp}$

Dividendo gli stessi 100.000 watt per i watt contenuti in un cavallo vapore metrico si ottiene il valore stampato nella maggior parte delle brochure europee:

$P = \frac{100\,000}{735.49875} \approx 135.96216\ \mathrm{PS}$

Entrambi i risultati descrivono la stessa auto. Differiscono perché differiscono le unità, non perché sia cambiato qualcosa nel motore. Per questo valore inserito la pagina mostra affiancati 100.000 W, 100 kW, 134,10221 hp e 135,96216 PS.

Due unità condividono il nome di cavallo vapore

Il cavallo vapore meccanico e quello metrico hanno valori simili, quindi è facile confonderli, ma non sono uguali:

$1\ \mathrm{hp} = 1.013869665424\ \mathrm{PS}$

La differenza è di circa 1,4%. Un motore da 100 hp (75 kW) corrisponde a 101,38697 PS, mentre un motore da 100 PS corrisponde a 98,632007 hp (73,5 kW). Il cavallo vapore meccanico è il valore normalmente indicato negli Stati Uniti e nel Regno Unito. PS è l'abbreviazione di Pferdestärke, il nome tedesco del cavallo vapore metrico, ed è il valore normalmente indicato nell'Europa continentale. Una pagina che offrisse un unico «cavallo vapore» senza specificarlo sarebbe errata di 1,4% per metà degli utenti e non ne darebbe alcuna indicazione, quindi i due valori sono elencati con i rispettivi nomi.

Conversioni di potenza comuni

Ogni riga mostra quanto produce un'unità nelle altre tre, con otto cifre significative.

Quali valori sono esatti e quali arrotondati

Tutte e quattro le unità si basano su definizioni, ma solo alcune di queste definizioni possono essere espresse per intero in forma decimale.

• 1 kW corrisponde esattamente a 1.000 W. Kilo è il prefisso SI che indica mille.
• 1 hp corrisponde esattamente a 745,69987158227020 W. Il decimale termina qui, perché il piede e la libbra-forza sono a loro volta decimali esatti.
• 1 PS corrisponde esattamente a 735,49875 W, ottenuti moltiplicando 75 per la gravità standard.
• 1 hp (0,75 kW) corrisponde esattamente a 1,013869665424 PS. Questa divisione produce per caso un risultato finito.
• 1 PS corrisponde a 0,98632007061953110… hp, con cifre che non finiscono mai, quindi qualsiasi valore decimale scritto è troncato.

Il convertitore calcola ogni valore del cavallo vapore a partire dalle costanti che lo definiscono, invece di memorizzare un decimale abbreviato; l'arrotondamento visualizzato dal lettore deriva quindi dalla visualizzazione e non dai numeri sottostanti. Otto cifre significative sono sufficienti per mostrare chiaramente un valore definito e abbastanza poche da nascondere le ultime cifre dell'aritmetica del computer, che contengono errori di arrotondamento anziché informazioni.

Domande frequenti

Quanti watt vale un cavallo vapore? Dipende da quale cavallo vapore si intende. Il cavallo vapore meccanico corrisponde esattamente a 745,69987158227020 W, valore che la pagina mostra come 745,69987 W. Il cavallo vapore metrico corrisponde esattamente a 735,49875 W.

hp è uguale a PS? No. Un cavallo vapore meccanico corrisponde esattamente a 1,013869665424 cavalli vapore metrici, con una differenza di circa 1,4%. Un motore da 100 hp (75 kW) corrisponde a 101,38697 PS, mentre un motore da 100 PS corrisponde a 98,632007 hp (73,5 kW).

Come si convertono i kW in hp? Si dividono i kilowatt per 0,74569987158227020 oppure, per una stima approssimativa, si moltiplicano per circa 1,341. Un kilowatt corrisponde a 1,3410221 cavalli vapore meccanici o a 1,3596216 cavalli vapore metrici.

Perché i valori delle auto europee sono espressi in kW o PS? Il kilowatt è l'unità SI e PS è l'unità di potenza del cavallo vapore sviluppatasi a partire dal sistema metrico. Il cavallo vapore meccanico è il valore normalmente indicato negli Stati Uniti e nel Regno Unito, quindi la stessa auto può essere presentata con due valori diversi di cavalli vapore.

È possibile convertire una potenza negativa? Sì. La potenza ha un segno, quindi un valore inferiore a zero descrive un flusso di energia nella direzione opposta, ad esempio un motore che genera energia invece di assorbirla. La pagina la converte invece di rifiutarla.

Perché vengono mostrate così tante cifre? Otto cifre significative mantengono leggibile un valore definito senza mostrare le ultime cifre del calcolo, che contengono errori di arrotondamento. Le costanti memorizzate non vengono mai abbreviate, quindi una visualizzazione più breve non influisce sulla conversione successiva.