Le MACCHINE ELETTRICHE sono dispositivi che convertono l'energia elettrica in meccanica o viceversa, o modificano le forme dell'energia elettrica
Esse si suddividono in:
- MOTORI, quando assorbono energia elettrica dalla rete e la trasformano in energia meccanica.
- GENERATORI, quando ricevono energia meccanica e la trasformano in elettrica.
- TRASFORMATOR, quando modificano i parametri dell'energia elettrica, nella forma particolare di corrente alternata.
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| motore in corrente continua |
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| motore in corrente alternata |
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| trasformatore |
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| generatore |
Le macchine elettriche si possono suddividere in base al tipo di alimentazione:
- Macchine elettriche a corrente continua
- Macchine elettriche a corrente alternata
Una macchina elettrica comprende le seguenti parti fondamentali:
- struttura magnetica, o nucleo, in materiale ferromagnetico attraversato da un campo magnetico variabile nel tempo.
- avvolgimenti realizzati mediante opportune interconnessioni di bobine induttive.
Motore Elettrico
Col termine motore elettrico si definisce una macchina elettrica in cui la potenza di ingresso è di tipo elettrico e quella di uscita è di tipo meccanico. Il principio di funzionamento di questa tipologia di macchina elettrica è fondato sulle forze elettromagnetiche che interagiscono tra un sistema di correnti ed un campo magnetico.
Il motore elettrico è composto da:
- Statore
- Rotore
Statore: Parte del motore che non ruota.
Rotore: Parte del motore che ruota.
statore
rotore
Funzionamento
La corrente elettrica fatta passare in un avvolgimento di spire composto da fili di rame crea un campo elettromagnetico al passaggio di corrente nel rotore. Questo campo elettromagnetico è immerso a sua volta in un altro campo elettromagnetico quello dello statore. Il rotore gira per l'interazione dei due campi elettromagnetici, visto che il campo magnetico del rotore è attratto dal campo magnetico dello statore e viceversa.
Generatori elettrici ad induzione
Quello che avviene in un generatore di corrente è esattamente l'inverso di quello che avviene in un motore elettrico.
Sono costituiti da uno o più avvolgimenti di filo conduttore (bobine, insieme di spire), ai quali viene fornita energia meccanica per farli ruotare all'interno di un intenso campo magnetico.
Questi trasformano l'energia meccanica in energia elettrica basandosi sulla legge di Faraday, secondo la quale quando una spira si muove in un campo magnetico, ai suoi capi nasce una forza elettromotrice indotta che è proporzionale alla velocità con cui le linee di forza vengono tagliate.
Negli avvolgimenti viene così creata una corrente elettrica.
Il generatore elettrico ad induzione è composto da:
- Statore
- Rotore
Statore: Parte del motore che non ruota.
Rotore: Parte del motore che ruota.
Un generatore elettrico può essere abbinato ad un motore a scoppio (gruppo elettrogeno)
Trasformatore
Il trasformatore è costituito essenzialmente da un nucleo di lamierini ferromagnetici su cui sono avvolti due avvolgimenti in rame con diverso numero di spire (trasformatore monofase). I due avvolgimenti sono isolati fra loro e rispetto al nucleo di ferro.
Alimentando uno degli avvolgimenti (che diventa il primario con n1 spire) con una sorgente di tensione alternata sinusoidale di valore efficace V1 si produce, per induzione elettromagnetica, una differenza di potenziale V2 ai morsetti dell’altro avvolgimento, detto secondario e con n2 spire.
Alimentando uno degli avvolgimenti (che diventa il primario con n1 spire) con una sorgente di tensione alternata sinusoidale di valore efficace V1 si produce, per induzione elettromagnetica, una differenza di potenziale V2 ai morsetti dell’altro avvolgimento, detto secondario e con n2 spire.
Per il principio di conservazione dell’energia se consideriamo il trasformatore perfetto, privo di perdite, questo assorbirà dalla rete che lo alimenta al primario la stessa potenza V1I1 che fluisce sul carico al secondario V2I2 .
V1 I1 =V2 I2
Il Trasformatore non fa altro che prendere in ingresso la tensione dalla
prima bobina e trasferirla mediante campo elettromagnetico all'altro
filo conduttore.
A tal proposito vale la relazione: V1 / n1 =V2 / n2
Per la seconda bobina vale la seguente considerazione:
a) Se
il numero delle sue spire è minore, rispetto alla prima, la tensione in
uscita è minore.
b) Se il numero di spire è maggiore, invece, la tensione in uscita è maggiore.
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| trasformatore Alta Tensione - Media Tensione |
