Trasformatore

Il nucleo

1) Ha la funzione di migliorare l'accoppiamento tra i circuiti primario e secondario fornendo alle linee di flusso del campo B una via preferenziale.

2) Ha anche la funzione di contenere le relazioni della corrente di magnetizzazione circolante al primario per produrre il necessario flusso di campo di induzione magnetica.

D) Occorre che siano minimi i flussi dispersi.

• Per i materiali utilizzati per la costruzione dei nuclei.
• Elevata permeabilità magnetica.
• Materiali ferromagnetici.
• μr >> μo

2) NI = RΦ

Occorre che sia minimo la Riluttanza R del nucleo magnetico.

R = _l/^μS

• S elevata (Sezione normale linee di flusso)
• l ridotta (circuito linee di flusso)
• μ elevato → μFe (Nuclei ferromagnetici)
• Ridotte al minimo la presenza di Teppone

Studi di pur' e di motoneurone la isolante che interponendosi per ragioni costruttive ha creato dei flussi costitutivi dal nucleo ferromagnetico.

Il Nucleo

1. Ha la funzione di migliorare l'accoppiamento tra i circuiti primario e secondario fornendo alle linee di flusso del campo B una via preferenziale.
2. Ha anche la funzione di contenere le relazioni della corrente di magnetizzazione investita al primario per produrre il necessario flusso di campo di induzione magnetica.

D) Occorre che siano minimi i flussi dispersi

• Per i materiali utilizzati per la costruzione dei nuclei
• Elevata permeabilità magnetica
• μ_Fe >> μ₀ (Materiali ferromagnetici)

2. NI = RΦ

   Occorre che sia minimo la riluttanza R del nucleo rispettiva.

   • R = ^L/_μS
   • ⇒ S elevata (Sezione normale linee di flusso)
   • l ridotta (Compatte linee di flusso)
   • μ elevato ⇒ μ_Fe (Nuclei ferromagnetici)
   • Ridurre al minimo la presenza di traferri

Strati di lami e di materiale isolante che interrompono per ragioni costruttive la zona di flusso costituiva del nucleo ferromagnetico.

Con sollecitazioni alternate si hanno:

• Perdite per isteresi magnetica
• Perdite per correnti parassite (di Focault) indotte nel circuito conduttore

Perdite di Potenza Attiva che si manifestano nel nucleo

Perdite per Isteresi

L'isteresi magnetica si manifesta quando il nucleo è sottoposto a magnetizzazione ciclica alternata

L'energia fornita al nucleo durante la magnetizzazione non viene restituita interamente durante la successiva fase di smagnetizzazione

Ad ogni ciclo rimane immagazzinata nel nucleo una piccola quantità di energia proporzionale all'area del ciclo stesso → Trasformazione in Energia Termica.

L'area nel piano H-B rappresenta l'energia specifica (per unità di volume o di massa del materiale) dissipata per compiere un ciclo completo di h

L'energia magnetica in un volume campione è calcolabile integrando nel volume la densità di energia H⋅dB

w = ∫ H dB

Potenza persa per isteresi

Energia persa nel materiale per unità di Tempo.

• Frequenza della corrente di magnetizzazione f

  Se f ↑ ⇒ Aumenta il numero di cicli nell'unità di Tempo ⇒ Aumentano le perdite di energia.

• Tipo di Materiale

  A seconda del Materiale

  Si hanno cicli di differente forma e dimensione ⇒ Varia l'area del ciclo ⇒ Variare le perdite di energia.

• Valore dell'induzione massima Bx

  Se Bx ↑ ⇒ il ciclo diventa più ampio ⇒ Aumenta l'area del ciclo ⇒ le perdite di energia.

Formula di Steinmetz

W_i = η B_x^m → P_i = η B_x^m f

per B_x < 1T → m ≈ 1,6

per B_x > 1T → m = 2

Formula di Richter

W_i = α B_x + β B_x² → P_i = (α B_x + β B_x²) f

α, β e η dipendono dal materiale.

Queste formule semi-empiriche assumono importanza crescente:

• nelle applicazioni delle telecomunicazioni con valori di f² dell'ordine dei MHz
• dimensioni dei nuclei magnetici impiegati motivano il ridimensionamento del materiale;
• Triosfermodori, motoni ecc.

Perdite per correnti parassite (o di Foucault)

I materiali ferromagnetici sono anche conduttori.

Nel caso di campo di induzione magnetica sinusoidale → anche il flusso varia nel tempo con legge sinusoidale.

Un flusso magnetico variabile nel tempo produce un campo elettrico indotto e → una f.e.m.:

e = - dΦ/dt _{Faraday - Lenz}

Nel materiale condutt