Appunti Elettrotecnica

Elettrotecnica

1. Trasformatori

Principio di funzionamento

• Il trasformatore è costituito da un anello (nucleo) di materiale ferromagnetico su cui sono avvolti 2 avvolgimenti:
• Il "primario" costituito da m1 spire
• Il "secondario" costituito da m2 spire
• Si tratta di un circuito chiuso
• Al sistema è collegato da un generatore di tensione V₁ (tensioni alternate) in modo tale che il primario sia percorso da una corrente I₁ (costante primaria), e il circuito aperto secondario assicura che la corrente I₂ (corrente secondaria) sia nulla.
• Nel nucleo si stabilirà un campo di induzione magnetica
• Le linee del campo di induzione si chiuderanno su loro stesse, attraversando le linee nel campo dato, crescendo e morendo nel tempo, dove la legge di Faraday descrive:
  • Induzione nel circuito di trasformatore il cui campo è legato a una carica
• È possibile trasferire potenza elettrica dall'avvolgimento primario a quello secondario, senza fare ricorso ad alcun collegamento elettrico tra i 2 avvolgimenti.

Il trasferimento di potenza avviene attraverso il campo magnetico che è presente nel nucleo del trasformatore e che è un grado di scambiare energia con entrambi i circuiti.

Schema di principio di un trasformatore monofase

Il nucleo del trasformatore è costituito da un pacco di lamierini:

• LN di acciaio al silicio, che rispetto a forme costruttive:
• Trasformatore con nucleo a colonne: ciascun avvolgimento è costituito da 2 bobine in serie, ciascuna avvolta su di una colonna del trasformatore minimizzando la quantità di ferrometrio attraversata.
• Trasformatore con nucleo a mantello: entrambe gli avvolgimenti sono avvolti sulla colonna centrale del nucleo, minimizzando il flusso disperso.

Gli avvolgimenti primario e secondario prima insieme:

• Affacciati:
• Le colonne non si mischiano la ferroversa di spire
• In queste visiera pesa l’avvolgimento e la banda ferrosa, che viene avvolta volta invertiti.

Questo avvolgimento consente un migliore isolamento.

• A BASSA ALTERNANTE fanno alternativamente circolare corrente alternata
• da bassa frequenza fino ad alta frequenza le corrente riportate immediatamente cortorne di materiale
• ISOLANTE. Questi avvolgimenti presentano un miglior accoppiamento

TRASFORMATORE IDEALE

• Si ha un trasformatore ideale se:
• non vi sono PERDITE NEGLI AVVOLGIMENTI esterne ("perdite nei rame")
• non vi sono PERDITE NEL NUCLEO FERROMAGNETICO ("perdite nel mero")
• si ha LINEARITÀ nella circuitazione magnetica (si concatenano
• esigenze agli avvolgimenti (cioè non vi siano flussi suppesil) e che il
• Materiale ferromagnetico abbia una permeabilità magnetica "infinita"

Dalla legge di Faraday possiamo determinanare le tensioni ai capi degli avvolgimenti primario l. relombiano come DERIVATE TEMPORALE DEI FLUSSI

• CONCATENATI AGLI AVVOLGIMENTI STESSI (V₁ = dφ_c1/dt
• V₂ = dφ_c2 /dt).
• Dalle (p.s.r.t3) Flussi concatenati si ottengono moltiplicando il no. di
• pene per il flusso principale (φ_c1 = m₁φ, φ_c2 = m₂φ)

=> V₁ = m₁dφ/dt V₂ = m₂dφ/dt da qui: V₁/m₁

V₂/m₂

in equazione di accoppiamento magnetico tra primario e secondario

l'ottenere con la legge della (circuitazione magnetica) applicata alla

mension dell' ondellavariable - Giona in p.s.r.t3) il campo magnetico nei

materiale è trascurabile => si ottiene: m₁₁+m₂₁=0=>i₂-m₂

Se ne ottienne il RAPPORTO DI TRANSFORMAZIONE K=m₁/m₂ il transformatoreideale è definito:

• v₂/v₁₂=i₂

Risultante = è chiaro che quando = la che

TRASFORMATORE IDEALE = CIRCUITO EQUIVALENTE

PROPRIETÀ DEI TRASFORMATORE IDEALE:

1. NON DISSIPA NE ACCUMULA ENERGIA. Da * è evidente che la potenza

assorbita del trasformatore è nulla, infatti di ha:

P(t)=v₁(t)*i₁(t) + v₂(t)*i₂(t)=(kv₂(t)

^2

/k + v₂(t)*i=+

v₁(t)i₂(t)