Sistemi Elettrici Industriali, Russo - Teoria + esercizi

Sistemi elettrici

Teoria, esempi e formule

Corrente continua, alternata e trifase

Corrente continua e alternata si distinguono principalmente per la direzione del flusso di corrente. In corrente continua, la corrente fluisce in un'unica direzione, mentre in corrente alternata, la direzione della corrente si inverte periodicamente.

Formule

Le formule applicate per i diversi tipi di corrente includono:

• Corrente continua: V = IR
• Corrente alternata: Impedanza Z = V/I
• Trifase (solo formule):
  • Sistema simmetrico ed equilibrato: S = √3 VI
  • Carico puramente resistivo a Δ: R = 3 Vc² / P

Trasformatori

I trasformatori sono dispositivi che consentono la modifica della tensione nel processo di trasmissione dell'energia elettrica. Possono essere usati per aumentare o diminuire la tensione a seconda delle necessità.

Impianti termoelettrici

Gli impianti termoelettrici generano energia elettrica attraverso la conversione di energia termica, spesso proveniente dalla combustione di combustibili fossili, in elettricità.

Impianti elettrici da fonti rinnovabili

Questi impianti utilizzano fonti energetiche rinnovabili come il sole, il vento e l'acqua per generare elettricità, contribuendo a ridurre le emissioni di carbonio e la dipendenza dai combustibili fossili.

Processo di interruzione corrente

Il processo di interruzione della corrente elettrica è fondamentale per la sicurezza e il funzionamento degli impianti elettrici, evitando danni ai dispositivi e garantendo la protezione delle persone.

Apparecchi di manovra - Relé

I relé sono dispositivi che permettono di controllare la connessione e la disconnessione dei circuiti elettrici in modo sicuro ed efficiente.

Condutture elettriche - Portata

Le condutture elettriche sono i mezzi attraverso i quali l'elettricità viene trasportata e la loro portata determina la quantità di corrente che possono trasportare in sicurezza.

Progettazione di impianto elettrico in BT

La progettazione di un impianto elettrico in bassa tensione include la pianificazione e la realizzazione del sistema di distribuzione elettrica in ambienti residenziali o piccoli contesti commerciali.

Protezione condutture contro sovraccarico

È essenziale proteggere le condutture elettriche dal sovraccarico per prevenire surriscaldamenti e incendi. Questo viene spesso realizzato tramite l'uso di interruttori automatici e fusibili.

Sicurezza elettrica - Impianti di terra

Gli impianti di terra sono cruciali per la sicurezza elettrica, garantendo che in caso di guasto, la corrente si disperda nel terreno riducendo il rischio di scosse elettriche.

Convezioni di segno per la potenza

Le convezioni di segno per la potenza distinguono tra i diversi tipi di generatori e utilizzatori nei circuiti elettrici.

Partitore di tensione e corrente

I partitori di tensione e corrente consentono di calcolare direttamente le tensioni e le correnti nei resistori in serie o parallelo.

Partitore di tensione: V_i = R_i / ∑ R_k

Partitore di corrente: I_i = 1/R_i / ∑_J 1/R_j

Thévenin e Norton

Il teorema di Thévenin semplifica il calcolo delle tensioni nei circuiti elettrici, mentre il teorema di Norton si applica per calcolare le correnti nei circuiti.

Thévenin: E_eq = V_AB, Req = E_eq / I_cc

Norton: I_seq = I_cc, Req = V_AB / I_seq

Sovrapposizione degli effetti

In un circuito elettrico complesso, la tensione o la corrente può essere calcolata come somma degli effetti dei singoli generatori, presi separatamente.

Millman

Il teorema di Millman è utilizzato per risolvere reti elettriche con più rami in parallelo.

V_AB = (Σ E_i / R_i + Σ I_sj) / (Σ 1 / R_i)

Corrente alternata

L'analisi della corrente alternata include la valutazione di componenti come l'induttore e il condensatore, nonché l'impedenza Z:

Impedanza: _Z = ^V/_I = R + jX

Ammettenza

Ammettenza: _Yz = ¹/_Z = G + jB

Potenza

• Attiva: P = VI cos(Φ) [W]
• Reattiva: Q = VI sin(Φ) [var]
• Apparente: S = √(P² + Q²)
• Complessa: S = P + jQ

Trifase

I sistemi trifase sono spesso utilizzati per la distribuzione di energia elettrica. Un sistema simmetrico ed equilibrato ha una potenza apparente S = √3 VI.

In un carico equilibrato Δ, la tensione di fase è √3 volte maggiore di quella di linea.