Re: Ancora sui trasformatori

From: Michele Ancis <manchees_at_tiscali.it>
Date: 12 Dec 2002 01:04:07 -0800

Grazie ancora, sento che sono vicino a capire ma, nonostante le tue
delucidazioni, non riesco ancora a cogliere il bersaglio. Di seguito
cerco di indicarti in che punto mi servirebbe un' aggiunta.
"Mino Saccone" <mino.saccone.xspam_at_fastwebnet.it> wrote in message news:<OINJ9.28890$t_1.267687_at_tornado.fastwebnet.it>...
> "Michele Ancis" <manchees_at_tiscali.it> ha scritto nel messaggio
> news:a2b90ecc.0212102241.ca5c6b4_at_posting.google.com...
> > Innanzitutto grazie per le prime delucidazioni..sia quelle di Mino
> > nell'altro thread sia quelle di Andrea. Mi rendo conto di aver fatto
> > un po' di confusione per cui riformulo brevemente la domanda: cosa mi
> > consente, andando verso frequenze sempre maggiori, di diminuire il
> > peso/ingombro di un trasformatore?
> > Ovviamente, mi pare, il discorso ha a che fare con il flusso che puo'
> > essere piu' piccolo...o no? E se si, perche' 'sto flusso *puo'* essere
> > piu' piccolo? Qual'e' il meccanismo che mi permette di avere
> > trasformatori piu' piccoli?
>
>
> Assumendo per semplicita' le tensioni e le correnti sinusoidali e
> l'induzione magnetica costante lungo una sezione di ferro abbiamo, a meno
> del segno:
>
> V = n dFI/dt = n S dB/dt
Qui non capisco cos'e' FI, pero' l'ho interpretato come flusso di B,
right?
> ora essendo B(t) = B sen(wt)
> V = nSBw cos (wt)
>
> dove:
> n = numero di spire
> S = sezione del nucleo
> B = induzione magnetica massima
> w = pulsazione uguale a 2 PI f
>
> ora siccome il coseno non pu� che variare tra -1 e + 1
> B e' limitato dalla saturazione del ferro a circa 2 Tesla
Questo forse e' il punto. Mi stai dicendo che B non puo' MAI crescere
sopra un certo valore, Bmax? Se cosi' fosse, il tutto sarebbe risolto:
volendo ottenere una certa tensione ai capi, diciamo, di una bobina,
posso giocare su frequenza, S, n, B. Ora se blocco freq e B, e' ovvio
che mi rimangono solo S e n su cui agire! Il punto che mi mancava era
che B non puo' andare dove gli pare...Questo mi fa venire in mente una
cosa, sulla quale ti/vi chiedo un opinione. Mi pare che il
trasformatore, cosi' come gli induttori, basino il loro funzionamento
sulla legge di Lenz:

eind = - dF(B)/dt

Quando cerco di variare il flusso dell'induzione magnetica concatenato
con un circuito, ai capi di quel circuito compare una forza
elettromotrice che tende a far circolare una corrente tale da
bilanciare la variazione di flusso. Fin qui, tutto bene. Mi sembra
possa essere ritenuto chiaro che la causa di quel flusso e' una
corrente.
Quando si parla di trasformatori, invece, si parte da una tensione, al
primario. Poi, cito ad esempio il mio libro di misure elettriche
(purtroppo l'unico che tratti i trasformatori...), si dice che "la
tensione indotta al primario bilancia esattamente quella imposta".
Alla fine, ma proprio alla fine, fa la sua comparsa la "corrente
magnetizzante", addirittura nulla nel caso di permeabilita' infinita
del nucleo. Ma non sarebbe meglio parlare di corrente al primario, che
genera un campo magnetico variabile, che a sua volta fa comparire una
tensione? Senno' uno puo' anche pensare, come ho fatto io, che questa
tensione la puo' imporre a piacere, perche' tanto "sara' sempre
bilanciata da quella indotta". Invece questo e' vero, se ho capito,
solo sino ad un certo punto. Devo ancora pensare bene alla faccenda,
ma se la prendo per l'altro verso, quello della corrente, mi sembra
chiaro che, stimolando con una corrente sempre maggiore la mia
induttanza (e mantenendo fissa la frequenza), dapprima avro' un
aumento lineare della tensione ai capi della medesima, da un certo
punto in poi, pero' (saturazione del nucleo), questa tensione non
crescera' piu', ed avro' pure la comparsa di armoniche, vista la
relazione non lineare corrente-flusso.

> a pari numero di spire si vede che per avere la stessa tensione con una
> frequenza piu' alta si puo' ridurre la sezione del ferro e quindi il suo
> peso
>
> Si puo', e' vero, aumentare n, ma in questo caso aumenterebbe la massa del
> rame.
>
> Tutto quanto detto sopra in linea estremamente teorica.
>
> In realta', aumentando la frequenza, aumentano le perdite addizionali (per
> effetto pelle) del rame, aumentano le perdite per isteresi e per correnti
> parassite nel nucleo (Foucault) per cui occorrerebbe fare un sacco di altre
> considerazioni, ma in linea di principio quanto affermato sopra e'
> abbastanza vero anche in pratica.
>
> Un alimentatore elettronico di piccola potenza infatti: raddrizza la
> corrente alternata di ingresso su un condensatore al tantalio, la trasforma
> in alternata ad alta frequenza 100-200 kHz con un "chopper" elettronico. Il
> trasformatore a questo punto e' veramente piccolo e il tutto puo' essere
> racchiuso in quei (vantaggiosamente) minuscoli scatolotti che alimentano PC
> portatili, telefoni e quant'altro. Il chopper (con la tecnica della
> parzializzazione di ciclo) provvede inoltre a fare un'accurata regolazione
> di tensione e ad adattare l'alimentatore a tensioni e frequenze di rete
> diverse. Il trasformatore realizza inoltre un opportuno isolamento tra rete
> e apparecchio utilizzatore.
>
> Perche' allora si distribuisce a 50-60 Hz invece che p.es. a 400Hz (standard
> militare)
>
> a) Aumenterebbero molto le perdite per irraggiamento lungo le linee di
> distribuzione.
> b) Aumenterebbero le perdite per effetto pelle lungo tutta la distribuzione
> sopratutto a quella, numerosissima, della piccola utenza.
> c) Le macchine generatrici dovrebbero girare a regimi pericolosamente alti e
> i grossi alternatori sarebbero impensabili.
> d) Un cambiamento del genere comporterebbe la sostituzione di tutto o quasi
> il parco utilizzatore esistente (altro che spostamento dalla guida a
> sinistra a quella a destra!)
> E probabilmente tante altre ragioni
>
> Saluti
>
> Mino Saccone

Grazie per le altre informazioni che mi hai dato, attendo un commento
su quanto ho scritto...

Michele
Received on Thu Dec 12 2002 - 10:04:07 CET