Elettrotecnica ed elettronica

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1 Indici generali Elettrotecnica ed elettronica Prefazione pag 3 MODULO A LA DISTRIBUZIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA A.1 Carico squilibrato a stella 10 Test di verifica 14 Scheda riassuntiva 15 A.2 Carico squilibrato a stella senza connessione al neutro del centro stella 16 Test di verifica 18 Scheda riassuntiva 18 A.3 Carico squilibrato a triangolo 19 Test di verifica 22 Scheda riassuntiva 23 A.4 Linea trifase con neutro 24 Test di verifica 32 Scheda riassuntiva 32 A.5 L'inserzione Righi 33 Test di verifica 39 Scheda riassuntiva 39 A.6 La caduta di tensione 40 Test di verifica 42 Scheda riassuntiva 42 A.7 La perdita di potenza 43 Test di verifica 45 Scheda riassuntiva 45 A.8 Comportamento termico dei cavi distanziati 46 Test di verifica 52 Scheda riassuntiva 52 A.9 Comportamento termico dei cavi raggruppati 53 Test di verifica 59 Scheda riassuntiva 60 A.10 Modello termico di conduttura con due circuiti 61 Test di verifica 67 Scheda riassuntiva 68 A.11 La corrente d'impiego 69 Test di verifica 78 Scheda riassuntiva 79 A.12 Dimensionamento del cavo sulla base della sollecitazione termica nel servizio ordinario 80 Test di verifica 88 Scheda riassuntiva 89 A.13 Linee con carichi distribuiti 90 Test di verifica 94 Scheda riassuntiva 95 A.14 Componente permanente e componente transitoria della corrente di corto circuito 96 Test di verifica 103 Scheda riassuntiva 104 A.15 Determinazione del valore efficace della componente permanente della corrente di corto circuito 105 Test di verifica 112 Scheda riassuntiva 113 A.16 Sollecitazione termica e sollecitazione elettrodinamica per corto circuito 114 Test di verifica 120 Scheda riassuntiva 121 MODULO B MACCHINE ELETTRICHE B.1 Trasformatore 124 Test di verifica 127 Scheda riassuntiva 128 B.2 Il circuito equivalente semplificato del trasformatore Test di verifica 136 Scheda riassuntiva 137 B.3 Il circuito equivalente comprendente la corrente a vuoto 138 Test di verifica 145 Scheda riassuntiva 146 B.4 Circuito equivalente ridotto al secondario 148 Test di verifica 156 Scheda riassuntiva 157

2 8.5 Variazione del rapporto di trasformazione 158 Test di verifica 172 Scheda riassuntiva Modello termico del trasformatore 174 Test di verifica 184 Scheda riassuntiva Il motore asincrono trifase 187 Test di verifica Scheda riassuntiva Il circuito equivalente semplificato del motore 194 Test di verifica 201 Scheda riassuntiva La coppia massima e la coppia di spunto 203 Test di verifica 207 Scheda riassuntiva Circuito equivalente comprendente la perdita a vuoto 208 Test di verifica 213 Scheda riassuntiva La caratteristica meccanica 215 Test di verifica 220 Scheda riassuntiva Comportamento del motore al variare della tensione 222 Test di verifica 227 Scheda riassuntiva Linearizzazione della caratteristica meccanica per bassi valori dello scorrimento 229 Test di verifica 233 Scheda riassuntiva Comportamento del motore al variare della frequenza 234 Test di verifica 237 Scheda riassuntiva Funzionamento della macchina asincrona come motore, freno, generatore 238 Test di verifica 244 Scheda riassuntiva 245 MODULO C LA CABINA MT/BT C.1 La cabina elettrica 248 Test di verifica 253 Scheda riassuntiva 253 C.2 Lato MT della cabina 254 Test di verifica 265 Scheda riassuntiva 266 C.3 Trasformatori MT/BT 267 Test di verifica 277 Scheda riassuntiva 277 C.4 Lato BT della cabina 278 Test di verifica 286 Scheda riassuntiva 287 C.5 Dimensionamento dell'impianto di terra della cabina 288 Test di verifica 295 Scheda riassuntiva 296 C.6 Il rifasamento 297 Test di verifica 303 Scheda riassuntiva 304 C.7 Sistema TT e sistema TN 305 Test di verifica 314 Scheda riassuntiva 314 C.8 Quadri elettrici 315 Test di verifica 331 Scheda riassuntiva 332 MODULO D ELETTRONICA LINEARE D.1 Partitore di tensione a vuoto e sotto carico 334 Test di verifica 338 Scheda riassuntiva 338 D.2 Segnali elettrici periodici 339 Test di verifica 344 Scheda riassuntiva 344 D.3 L'amplificatore operazionale. Collegamento invertente e non invertente 345 Test di verifica 350 Scheda riassuntiva 350 D.4 Disaccoppiatore. Sottrattore. Sommatore. Miscelatore 351 Test di verifica 356 Scheda riassuntiva 356 D.5 Trigger di Schmitt 357 Test di verifica 361 Scheda riassuntiva 361 D.6 Il decibel. Diagramma di Bode 362 Test di verifica 366 Scheda riassuntiva 366

3 D.7 Integratore 367 Test di verifica 373 Scheda riassuntiva 373 D.8 Derivatore 374 Test di verifica 379 Scheda riassuntiva 379 D.9 Convertitore digitale-analogico. 380 Test di verifica 385 Scheda riassuntiva 385 D.10 Convertitore analogico-digitale. 386 Test di verifica 390 Scheda riassuntiva 390 MODULO E CONVERTITORI STATICI E.1 Circuiti raddrizzatori monofase 392 Test di verifica 401 Scheda riassuntiva 401 E.2 Circuiti raddrizzatori trifase 402 Test di verifica Scheda riassuntiva 412 E.3 Il tiristore e il controllo della potenza 413 Test di verifica 423 Scheda riassuntiva 424 E.4 Il motore a corrente continua 425 Test di verifica 433 Scheda riassuntiva 434 E.5 Analisi armonica 435 Test di verifica 439 Scheda riassuntiva 439 E.6 Inverter 440 Test di verifica 447 Scheda riassuntiva 447 MODULO F CENTRALI DI PRODUZIONE F.1 L'energia elettrica in Italia 450 Test di verifica 456 Scheda riassuntiva 456 F.2 Centrali idroelettriche 457 Test di verifica 465 Scheda riassuntiva 465 F.3 Centrali termoelettriche 466 Test di verifica 482 Scheda riassuntiva 482 F.4 L'alternatore 483 Test di verifica 492 Scheda riassuntiva 492 MODULO G ELEMENTI DI SICUREZZA ELETTRICA G.1 La resistenza di terra 494 Test di verifica 502 Scheda riassuntiva 503 G.2 Dispersore sferico profondo La tensione di passo 504 Test di verifica 509 Scheda riassuntiva 509 G.3 L'interruttore differenziale. Limiti protettivi 510 Test di verifica 517 Scheda riassuntiva 518 G.4 Impianti di continuità elettrica 519 Test di verifica 524 Scheda riassuntiva 524 MODULO H AZIONAMENTI ELETTRICI H.1 Convertitore c.a./c.c. su carico ohmico-induttivo 526 Test di verifica 536 Scheda riassuntiva 536 H.2 Funzionamento della macchina a corrente continua sui quattro quadranti 537 Test di verifica 543 Scheda riassuntiva 543 H.3 Impianti di sollevamento 544 Test di verifica 552 Scheda riassuntiva 552 H.4 Avviamento dei motori elettrici Test di verifica 560 Scheda riassuntiva 561 H.5 Scelta dell'interruttore e del contattore 562 Test di verifica 568 Scheda riassuntiva 568 H.6 Funzionamento della macchina asincrona sui quattro quadranti. 569 Test di verifica 578 Scheda riassuntiva 579

4 MODULO I IllUMINOTECNICA I.1 Luce e sensibilità dell'occhio 582 Test di verifica 587 Scheda riassuntiva 588 I.2 Flusso luminoso e illuminamento 589 Test di verifica 595 Scheda riassuntiva 595 I.3 Numero e disposizione delle lampade 596 Test di verifica 600 Scheda riassuntiva 600 I.4 Intensità luminosa 601 Test di verifica 607 Scheda riassuntiva 607

5 Applicazioni di elettrotecnica ed elettronica MODULO A LA DISTRIBUZIONE DEll'ENERGIA ELETTRICA A.1 Laboratorio misure elettriche: misure di tensioni su linee monofase e trifase 8 A.2 Laboratorio misure elettriche: misure di potenza attiva, reattiva e del fattore di potenza per sistemi trifase qualsiasi 11 A.3 Caratteristiche di un software per la progettazione degli impianti elettrici 21 A.4 Esempi di applicazione di un software per la progettazione di impianti elettrici 23 A.5 Applicazione di un software per la progettazione di quadri elettrici 32 MODULO B MACCHINE ELETTRICHE B.1 laboratorio misure elettriche: prove sui trasformatori 44 B.2 laboratorio misure elettriche: prove sui motori asincroni trifase 54 B.3 Applicazione di un software per la determinazione della temperatura d'esercizio di un motore elettrico 62 MODULO C LA CABINA MT/BT C.1 laboratorio misure elettriche: misure di energia 66 C.2 Applicazione di un software per il calcolo del rifasamento di un impianto 70 MODULO D ELETTRONICA LINEARE D.1 Prove su amplificatori operazionali (A.O.) con multimetro, oscilloscopio e generatore di funzioni, nelle varie configurazioni 76 D.2 Prove su scheda didattica convertitrice A/D e D/A 83 MODULO E CONVERTITORI STATICI E MOTORI IN CORRENTE CONTINUA E.1 laboratorio misure elettroniche ed elettriche: regolatori di tensione a tiristori 88 E.2 laboratorio misure elettroniche ed elettriche: prove sui motori in corrente continua 94 MODULO F CENTRALI DI PRODUZIONE F.1 Produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica 100 MODULO G ELEMENTI DI SICUREZZA ELETTRICA G.1 laboratorio misure elettriche: prove sugli impianti elettrici con uso di valigia multifunzione dedicata 106 G.2 Impianti di illuminazione d'emergenza 110 G.3 Segnaletica di sicurezza 116 MODULO H AZIONAMENTI ELETTRICI H.1 Azionamenti in corrente continua 120 H.2 Avviamento dei motori asincroni 123 H.3 Aspetti di compatibilità elettroma gnetica per gli azionamenti 130

6 MODULO I ILLUMINOTECNICA I.1 Applicazione di un software per la progettazione degli impianti d'illuminazione 134 MODULO L IL CONTROLLORE PROGRAMMABILE O PLC L.3 Programmazione del PLC da personal computer e cenni sulle reti di comunicazione 179 L.4 Il PLC 5iemens L.5 Applicazioni del PLC 5iemens Esercizi proposti Bibliografia L.1 Applicazioni del PLC: hardware 142 L.2 Applicazioni del PLC: software