Elettrotecnica e automazione

Operatore elettrico ed elettronico

Corso: SOLIMAN KHALED

Alunno: Anno scolastico: 2010/2011

Presentazione………………………………3

dell’elettricità ……………………………5

: Storia

Capitolo 1 fenomeni elettrici………………5

: I

1.1 L’energia elettrica come viene prodotta e

Capitolo 2: arriva fino a noi………………13

come

Produzione, trasmissione e distribuzione di

2.1: elettrica………………………………13

energia apparecchiature elettriche………17

Le prime

Capitolo 3: impianti civili…………………

Elettrotecnica 17

3.1: impianti industriali…………………18

Elettrotecnica

3.2: fondamentali di elettrotecnica………21

Nozioni

Capitolo 4:

: Il circuito elettrico………………………21

4.1 Conduttori e isolanti……………………23

4.2: joule……………………………………25

Effetto

4.3: Unità di misura………………………27

Capitolo 5: Grandezze elettriche…………27

5.1: La potenza elettrica……………………29

5.2: Automazione elettrica…………………30

Capitolo 6: parola automazione……………30

La

6.1: Principi dei controlli automatici………31

6.2: Automazione impianti civili…………32

6.3:

Tesina, elettrotecnica e automazione

Automazione impianti industriali…………36

6.4:

Conclusione…………………………………39

Relazione di stage…………………………40

Presentazione

Questa è la mia prima tesina: cerca di approfondire

l’Elettrotecnica, cioè ciò di cui si occupano quei fenomeni

elettrici, in cui prevale l’aspetto energetico.

L’elettricità, oggigiorno, ha una grande importanza nella vita

dell’uomo per merito di coloro che nel corso dei secoli, ci

hanno aperto questa grandissima e importantissima porta

verso un mondo più moderno e sempre più avanzato e

tecnologico.

Una domanda che mi è spesso rivolta e che io stesso, con

frequenza mi pongo, riguarda l’origine dell’elettricità e la fonte

acui essa debba il suo nome, Perciò, infatti, ho deciso di

approfondire l’argomento “Elettrotecnica” ed ogni suo

collegamento con l’elettronica.

Durante il periodo di “stage”, ho visto diversi tipi di

apparecchiature; tali da svolgere svariati lavori; quando, poi,

chiedevo al mio capo a cosa servissero tali macchine che non

Tesina, elettrotecnica e automazione

conoscevo venivo messo nella condizione di notare che tutte

queste apparecchiature hanno un obiettivo ben preciso da

svolgere: alcune svolgono un ruolo di protezione, altre non

solo per comando, ma anche per automazione che è proprio il

fine dell’elettrotecnica.

L’Elettrotecnica oltre che della produzione di energia elettrica,

si occupa del progetto e della realizzazione di varie tipologie di

macchine elettrica.

Un altro aspetto che mi ha spinto ad approfondire questo

argomento è legato al fatto che ho deciso di proseguire gli

studi nei prossimi due anni presso l’ITIS, perché mi permette di

fare il 4° e il 5° anno, e di conseguire, quindi, l’agognato

diploma.

Quando, per formalizzare l’iscrizione, mi sono presentato nella

segreteria della scuola, mi hanno chiesto quali fossero gli

argomenti trattati in questi anni e mi hanno fatto notare che ci

sono alcune materie che non abbiamo studiato e che, invece,

avremmo dovuto approfondire; così ho deciso di parlare e di

studiare bene questi argomenti tanto importanti per un

elettricista da essere certo che mi serviranno negli anni a

venire.

Tesina, elettrotecnica e automazione

U.A. 1 storia dell’elettricità

I fenomeni elettrici

Le prime informazioni sull’energia elettrica, ci giungono dalla

antica Grecia, da parte di Talete di Mileto il quale scoprì che

èlektron

l’ambra, che in greco si chiama, se strofinata con un

panno di lana acquista la caratteristica e capacità di attrarre

corpi leggeri quali ad esempio piccoli pezzi di paglia.

Dopo questi inizi si parlava di “cariche elettriche” e di forze

elettromagnetiche.

Nella seconda metà dell’VIII secolo d.C. si verificò

sperimentalmente che due corpi dello stesso materiale carichi

elettricamente si respingono e che, materiali differenti tipo, ad

esempio vetro ed ambra, anch’essi elettricamente carichi si

attraggono.

La deduzione logica fu che esistevano quindi due differenti tipi

di elettrizzazione.

Verso la metà del 1600 i primi e vari esperimenti venivano

eseguiti in Europa e negli Stati Uniti. Si cercava di capire di che

Tesina, elettrotecnica e automazione

tipo di energia trattasse e quali caratteristiche

potesse avere. I primi esperimenti e macchinari

elettrostatici furono realizzati da parte del tedesco

Otto von Guerisce che lo portarono alla costruzione

Sfera elettrostatica

della “” a strofinio.

.

Verso la fine del 1600 l’olandese Peter van Musschenbroek

, con i suoi studi riuscì a ideare e costruire cosiddetta la “

bottiglia di Leida” il primo apparecchio in grado di accumulare

energia elettrica, così da permettere l’esecuzione di vari

.

esperimenti e ricerche scientifiche

La vera distinzione ed attribuzione di

un segno a differenti tipi di cariche va

ricondotta allo scienziato statunitense

Benjamin Franklin che, chiamò

“positive” le cariche che si

manifestano nel vetro strofinato con

un panno di lana o seta e “negative”

quelle che si manifestano nell’ambra strofinata. Franklin è

ricordato ancora oggi per l’invenzione del parafulmine e per i

suoi studi sulle scariche atmosferiche.

Tesina, elettrotecnica e automazione

Joseph Priestley

Intorno al 1766 il chimico britannico

dimostrò che la carica elettrica si distribuisce uniformemente

sulla superficie di una sfera metallica cava e che, in condizioni

di equilibrio, il campo elettrico all’interno di un conduttore è

sempre nullo. Alessandro Volta

Nel 1745 iniziò la sua attività di

ricercatore e sperimentatore seguendo le ricerche di un altro

Luigi Galvani.

italiano che con i suoi primi esperimenti di

elettrologia sulle rane, ha scoperto una certa elettricità

animale, comprendendo, in seguito che si trattava di un errore.

Tra il 1785 e il 1787 il fisico

francese Charles - Augustine

de Coulomb eseguì alcuni

importanti esperimenti di

elettrostatica, inventando e

Bilancia

costruendo poi la “

di Torsione”, che gli consentì di effettuare

alcuni esperimenti che lo portarono all’enunciato della legge di

Coulomb.

Tesina, elettrotecnica e automazione

Nell’anno 1799 Volta costruì un dispositivo

a cui diede nome di “Pila di Volta. La pila

di Volta era costituita da una serie di

dischi di zinco e di rame impilati uno

sull’altro, interposti ad essi vi erano dischi

di feltro imbevuti di sostanza acida; era

nato così il primo generatore statico di

energia elettrica.

Circa 30 anni dopo l’inglese Michael Faraday proseguendo gli

studi e le ricerche iniziate dal danese Hans Cristians Oersted e

dal francese André Marie Ampere scoprì che la corrente

elettrica poteva essere generata da variazioni di un campo

magnetico.

Importanti studi furono fatti da Georg Simon Ohm che studiò la

relazione tra resistenza (R), tensione (V), corrente (I).

Nel 1797 Joseph Henry fisico statunitense famoso per la

scoperta dell’autoinduzione, perfezionò gli elettromagneti e

costruì i primi relè.

Il secolo XIX è stato il più denso di scoperte ed invenzioni nel

campo dell’elettricità e del magnetismo.

Tesina, elettrotecnica e automazione

Nel 1803, Henrich Daniel

Ruhmkorff elettromeccanico

tedesco, costruì il rocchetto

ad induzione che da lui prese

il nome di “Rocchetto di

Ruhmkorff”. Si tratta di un

trasformatore, che permette di ottenere elevate differenze di

potenziale.

Con il perfezionamento degli studi e delle ricerche

sull’elettromagnetismo si spalancarono nuove porte per la

produzione e l’utilizzo dell’energia elettrica come energia

motrice tramite dinamo e alternatori.

La prima invenzione del campo magnetico rotante fu

dell’italiano Antonio Pacinotti, che riuscì a costruire la prima

macchina in grado di trasformare l’energia meccanica in

energia elettrica continua.

Il vero problema della metà del 1800 era la messa a punto di

un sistema per il trasporto dell’energia elettrica.

Tesina, elettrotecnica e automazione

Così nel 1850 il francese Lucien Gaulard, che grazie

all’invenzione del trasformatore, risolse il problema del

trasporto a grandi distanze dell’energia elettrica alternata,

permettendo di elevare il valore della tensione elettrica.

Un’altra grande sfida di quei tempi era utilizzare l’energia

elettrica come fonte innovativa di illuminazione. Qui alcuni

grandi personaggi si contesero l’invenzione della lampadina.