potènza (meccanica)

lavoro effettuato da una forza motrice nell'unità di tempo. La potenza dei motori per autotrazione è espressa in cavalli-vapore (CV), più raramente in chilowatt (kW) e il simbolo più in uso è N. Il kW è d'uso comune per misurare la potenza dei motori elettrici. Le norme del Sistema Internazionale (SI) stabiliscono che il chilowatt venga adottato come unica unità di potenza. In un motore endotermico si distinguono diversi tipi di potenza in quanto questa grandezza è influenzata da molti fattori interni ed esterni al motore. Si dice potenza corretta la potenza di un motore che funziona al livello del mare e aspira aria a una temperatura e con un'umidità relativa stabilite da norme che ne standardizzano la misura. Questa non coincide con la potenza effettiva, che è invece quella erogata nelle condizioni ambientali alle quali si trova il motore. In sede di progettazione è utilizzato il concetto di potenza indicata, che è la potenza teorica erogata da un motore privo di attriti che elabora un fluido reale. La potenza indicata, detta così perché è quella connessa con il ciclo indicato (ossia quello rilevato sperimentalmente mediante strumenti indicatori, che forniscono i valori delle coordinate dei punti del ciclo), è data in cavalli dalla formula

dove V è la cilindrata in litri, p è la pressione media indicata intesa come il valore dell'ordinata media del ciclo indicato, n è il numero dei giri del motore, T è il numero dei tempi del motore. La potenza effettiva del motore è data dal prodotto della potenza indicata per il rendimento meccanico. Al fine di paragonare direttamente motori di diversa cilindrata si ricorre alla potenza specifica, espressa generalmente in cavalli al litro, che si ha rapportando la potenza corretta alla cilindrata secondo la formula N_s=N/V. La potenza specifica fornisce anche un indice dello sfruttamento del motore e del limite di esasperazione. Ogni motore ha una potenza massima erogata per ogni regime di rotazione; il suo campo di impiego è compreso fra un limite inferiore, che è il regime minimo di sostentamento, e un limite superiore, determinato dalla resistenza meccanica degli organi. Generalmente un motore non raggiunge la potenza massima in corrispondenza del massimo regime di rotazione, ma alquanto prima perché, oltre una certa velocità, il prodotto di tutti i rendimenti scende a tal punto da abbassare la pressione media e di conseguenza anche la potenza. La misura della potenza viene solitamente effettuata per mezzo di un tachimetro e di un freno dinamometrico che dà il valore di coppia; tale misura è necessaria in quanto nel calcolo teorico non è possibile prevedere l'esatto valore di innumerevoli parametri e la presenza e l'entità di fenomeni diversi da motore a motore. A tutto ciò si deve sommare l'interdipendenza dei vari rendimenti. La misura diretta è il metodo più facile per conoscere il valore di potenza, però, onde evitare di effettuare le prove in sale climatizzate e pressurizzate di elevato costo, si usa correggere le potenze effettive derivanti dalla lettura degli strumenti (potenza letta) con fattori di correzione che tengano conto delle condizioni ambientali, al fine di garantire la ripetibilità della prova nel tempo. Le potenze di omologazione sono le potenze dei motori misurate e corrette secondo le norme vigenti nel Paese nel quale si intende commerciare il veicolo. Per la classificazione dei veicoli a scopi fiscali viene attribuita a ogni tipo di automezzo una potenza fiscale che cambia da Paese a Paese ed è stabilita secondo una formula che interessa alcune caratteristiche del motore, di facile controllo, e in base alla quale vengono tassati gli autoveicoli; per il Codice della Strada (art. 24) il ciclomotore non può avere una potenza fiscale superiore a un cavallo e mezzo. Ciò fa sì che i costruttori tendano a realizzare motori che diano prestazioni sempre migliori senza cambiare categoria; generalmente però queste soluzioni, sotto molti aspetti, non sono tecnicamente ottimali; per esempio l'esasperazione dei motori di piccola cilindrata ne compromette i requisiti desiderabili per l'equipaggiamento di vetture da diporto. Negli aeromobili si dice potenza indotta quella che occorre impegnare per vincere la resistenza indotta, e che risulta tanto più elevata quanto minori sono la densità dell'aria e la sua velocità relativa all'organo portante, e quanto più alto è il rapporto tra la portanza e l'apertura alare. Le teorie alla base dei fenomeni citati vennero formulate da Lanchester all'inizio del sec. XX e furono compiutamente sviluppate da Prandtl negli anni tra il 1910 e il 1920. Nelle teorie citate, confermate dall'esperienza, venne posta in luce l'importanza del parametro definito come allungamento alare, al cui crescere si riducono, a parità di tutte le altre condizioni, incidenza, potenza, resistenza e velocità indotte, avvicinandosi sempre più il fenomeno al caso teorico bidimensionale.