Se questo Lucifero si fa rivedere, ditegli di andare al diavolo!
GENERAZIONE DELLE CORRENTI ALTERNATE
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
GENERAZIONE DELLE CORRENTI ALTERNATE
La macchina che presiede all'alimentazione degli impianti
a corrente alternata prende il nome di macchina genera-
-rice a corrente alternata o più semplicemente alternatore.
Il funzionamento di questa macchina è basato sul principio
già enunciato e cioè sul fenomeno di induzione elettroma-
-gnetica che si manifesta in un conduttore rettilineo A di
lunghezza I, il quale ruoti con velocità costante in un
campo magnetico uniforme attorno ad un'asse parallelo
al conduttore e normale alle linee di forza del campo.
Abilitare l'animazione con il pulsante in basso a sinistra...
Per ogni singola posizione che il conduttore attraversa nel campo la f.e.m. indotta
viene espressa dalla nota formula:
D'altra parte se il conduttore ruota con velocità angolare costante ω l'angolo
descritto nel tempo t risulta " =ωt ; si vede così che la f.e.m. indotta nel conduttore
rimane definita dalla funzione sinusoidale
Tutti i valori istantanei che questa f.e.m. assume nel tempo sono perciò
rappresentati dalle ordinate di una sinusoide che ha l'ampiezza
Il periodo di ogni singola alternazione corrisponde al tempo impiegato dal conduttore
a fare un giro completo e risulta quindi
La frequenza della f.e.m. indotta corrisponde perciò al numero di giri al secondo ed
è quindi
La f.e.m. così ottenuta viene completamente rappresentata mediante un vettore E di
ampiezza il quale ruoti attorno ad un estremo con la velocità angolare costante ω: tutti i
valori istantanei della f.e.m. indotta corrispondono direttamente
alle proiezioni del vettore rotante E sull'asse verticale dei valori
istantanei (il verso di rotazione di questo vettore è sempre
quello convenzionale antiorario, indipendentemente dal verso
effettivo della rotazione del conduttore).
Praticamente il principio esposto viene applicato facendo
ruotare nel campo B un complesso di conduttori collegati
in serie, secondo la disposizione costruttiva illustrata a lato.
La macchina che ne risulta costituisce un alternatore a indut-
-tore fisso e indotto rotante.
È chiaro tuttavia che il principio di funzionamento non muta
se si tiene fisso l'avvolgimento indotto e si fa ruotare invece
il sistema induttore. Alla macchina si da in tal caso la forma costruttiva schematicamente
indicata in figura: i conduttori attivi dell'avvolgimento indotto vengono allocati entro ap-
-positi canali praticati lungo le generatrici interne di un pacco di lamiere tagliato in forma
di corone circolari e sostenute da una carcassa portante (non raffigurata);i poli induttori
invece sono fissati ad una corona di acciaio calettata sull'albero della macchina.
Su ogni polo è avvolta una bobina magnetizzante che serve a creare il flusso; queste bobine
sono generalmente collegate in serie fra loro e costituiscono nel loro complesso
l'avvolgimento induttore, il quale viene alimentato con una sorgente di corrente continua
(eccitatrice), attraverso a due spazzole poggianti su due anelli isolati calettati sull'albero
(non raffigurati). Nell'alternatore a due poli si genera in ogni caso un periodo per ogni giro
completo: la macchina deve essere perciò condotta in rotazione con tanti giri al secondo
quant'è la frequenza che si vuoi generare.
Si può invece dimezzare la velocità a pari frequenza, costruendo
l'alternatore a quattro poli, che assume una forma del tipo indicato
a sinistra. Questa macchina può immaginarsi costituita dall'unione
di due macchine bipolari complete; si hanno perciò due avvolgi-
-menti indotti, le cui spire abbracciano un quarto di circonferenza:
questi due avvolgimenti vengono in genere collegati in serie. In
modo analogo si passa alla struttura di tutte le macchine multipo-
-lari in genere, nelle quali si può avere un numero di coppie di poli
qualunque. In queste macchine si genera sempre un periodo completo, ogni volta che
davanti ai conduttori indotti trascorre un campo completo (un polo nord e un polosud).
Perciò se la macchina è costruita con p coppie di poli si ottengono p periodi per giro.
Se il sistema induttore viene condotto in rotazione alla velocità di n giri al minuto si ottiene
così una frequenza
Inversamente, per generare una frequenza f prefissata si richiede una velocità, di
rotazione che è data in giri al minuto da
Per ottenere ad esempio una frequenza di 50 Hz con p = 1 (alternatore bipolare),
occorre una velocita n = 3000 giri al primo: per p = 2 (alternatore a quattro poli)
risulta invece n = 1500, per p = 3 (sei poli) n = 1000 e così via.
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