Il terreno conduttore elettrico

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1 Il teen cndutte elettic 1/35 Pemessa La cente che fluisce attaves il cp uman si chiude tamite il teen, salv il cas paticlae di una pesna islata da tea ed in cntatt simultane cn due punti del cicuit elettic a dives ptenziale. La tea è anche cinvlta, diettamente indiettamente, in quasi tutti i sistemi di ptezine. /35 1

2 La esistenza di tea Il teen svlge la funzine di cndutte elettic tutte le vlte che ta due sui punti viene applicata, tamite degli elettdi, una diffeenza di ptenziale. Gli elettdi, immesi nel teen, pendn il nme di dispesi. 3/35 Si cnsidei un dispese emisfeic, sufficientemente distante dall'elettd di itn, pe cnsideae il camp elettic, adiale. Ogni stat emisfeic elementae di teen di aggi e di spesse d pesenta, al passaggi di cente, la esistenza: dr d Ove è la esistività del teen suppst mgene. 4/5

3 Ogni stat di teen ffe una esistenza dr tant più piccla quant più è lntan dal dispese (pe l'aumentae della sezine). dr d La esistenza di tea R T di un dispese nn è alt che la smma di tutte le esistenze elementai. Nel cas di dispese emisfeic: R T Ogni stat di teen ffe una esistenza dr tant più piccla quant più è lntan dal dispese. 0 d 0 5/35 La esistenza del teen intn al dispese emisfeic di aggi 0, fin alla distanza, è equivalente a quella di un cndutte, di esistività pai a quella del teen, di fma tnc-cnica cn le seguenti caatteistiche gemetiche. ~ 110 R ( ) 0 d 6/35 3

4 Il teen intepst ta due elettdi equivale a un cndutte di sezine gandissima al cent e decescente ves le estemità. 7/35 La esistenza del teen è la smma delle esistenze di tea dei due dispesi. La esistenza del teen cmpes ta l'elettd emisfeic di aggi 0 e l'emisfea di aggi 0, vale: R d R T Metà della esistenza di tea di un elettd emisfeic è cncentata nell'emisfe di teen di aggi dppi dell'elettd. 8/35 4

5 L studi dell'elettd emisfeic in teen mgene è utile piché, qualunque sia la fma del dispese, a una distanza sufficientemente gande le linee equiptenziali divengn emisfeiche (linee di cente adiali). Dat un dispese di fma qualsiasi di esistenza R T si definisce equivalente emisfeic il dispese di fma emisfeica avente la stessa esistenza di tea R T. Ess avà un aggi e pai a: e R T che pende il nme di aggi equivalente. 9/35 I ptenziali del teen Si cnsidei un elettd emisfeic di aggi che dispeda la cente I, in un teen mgene di esistività. La caduta di tensine du sull stat emisfeic elementae di aggi e spesse d, vale: du I d 10 /35 5

6 Un punt del teen pst alla distanza assume alla un ptenziale (ispett all'infinit) pai a: du I d I d avend suppst uguale a ze il ptenziale all'infinit. U I L'elettd emisfeic assume un ptenziale, ispett ad un punt all'infinit, pai a: I La esistenza di tea è individuata dal appt ta la tensine assunta dall'elettd e R T la cente dispesa: 0 11 /35 Andament del ptenziale nel teen pecs da cente. Le supefici equiptenziali sn emisfeiche. 1 /35 6

7 Nel bipl equivalente alla esistenza di tea, un pl è appesentat dalla pate metallica del dispese: l alt pl da un punt all'infinit a ptenziale ze (ciè un punt sufficientemente lntan dal dispese ve il ptenziale sia tascuabile). esistenza di tea I punti all infinit, cnsideati a ptenziale ze, cstituiscn un unic punt elettic. 13 /35 Dispesi in paallel Si cnsidein due elettdi emisfeici d uguale aggi che dispedan la cente I in un teen mgene di esistività. I Ciascun elettd dispedeà la cente: Gli elettdi assumn l stess ptenziale, che può essee calclat, in base al pincipi di svappsizine degli effetti, cme smma dei ptenziali dvuti a ciascun elettd da sl. 14 /35 7

8 8 ( ) d I I U + 15 /35 ( ) d I I U d d d d d d I U R T La esistenza di tea del cmpless dei due elettdi vale dunque: Se d >> 0 : T R 4 Le esistenze di tea dei due elettdi pssn cnsideasi in paallel: 16 /35

9 Due dispesi sn in paallel quand la l distanza è mlt più gande del aggi, ciè quand è ze il ptenziale pdtt da un elettd sull alt. Pe dispesi di fma qualunque ci si ifeisce all equivalente emisfeic (aggi equivalente). In teia i dispesi di tea nn sn mai in paallel, piché il ptenziale si azzea all infinit. Ai fini patici, dispesi distanti ta l alcuni aggi equivalenti si cnsidean in paallel, peché è tascuabile il ptenziale pdtt da un elettd sull alt. 17 /35 Due dispesi sn in paallel quand la l distanza è mlt più gande del aggi, ciè quand è ze il ptenziale pdtt da un elettd sull alt. R T 4 18 /35 9

10 Resistenza ves tea di una pesna In un cntatt man-piedi mani-piede la cente fluisce attaves il teen. In tal cas sn i piedi, appggiati sul teen, a fungee da dispesi 19 /35 Una valutazine, seppu appssimata, della esistenza ves tea della pesna è utile pe icstuie il cicuit di guast nel quale la pesna si tva inseita. Ciascun piede può essee assimilat ad una piasta ciclae, appggiata sul teen; la esistenza di tea di un tale dispese vale: esistività del teen R T ve 5 p aggi della piasta p Se si cnsidea il piede equivalente ad una piasta ciclae di aggi: 1 p m 10 si ttiene una esistenza pai a 4, dve la esistività è espessa in hm x met. 0 /35 10

11 I piedi pssn essee cnsideati cme due dispesi in paallel (l ee che si cmmette è cmpatibile cn l appssimazine di cui spa). La esistenza ves tea della pesna R TC, espessa in hm, è uguale al dppi della esistività del teen. R TC Se si indica cn R c la esistenza del cp uman, in un cntatt man-piedi mani-piedi, la esistenza R c + R TC appesenta la esistenza della pesna e del teen fin ad un punt all infinit. 1 /35 Spess alla esistenza del cp uman si pne in seie quella del paviment. La esistenza di alcuni tipi di paviment, misuata ta un elettd di 400 cm pemut cn una fza di 500 N ed un punt all infinit, è iptata nella seguente tabella: /35 11

12 Tensine ttale e tensine di cntatt Se la cacassa di un appaecchi è cllegata a un dispese di esistenza R T (cacassa messa a tea) e dispede la cente di guast I, essa assume la tensine: U T R T I tensine ttale di tea 3 /35 La pesna che tcca la stuttua metallica della gu è sggetta ad una pate della tensine ttale. La tensine ttale si ipatisce ta la esistenza R C del cp uman e la esistenza R TC della pesna ves tea. 4 /35 1

13 La cente che fluisce attaves la pesna, innalza il ptenziale del teen dal vale ze, in cispndenza dei piedi. La tensine alla quale è sggett il cp uman duante un guast d islament pende il nme di tensine di cntatt U C. 5 /35 Se la pesna si tva in pssimità del dispese, e quindi in un punt del teen a ptenziale dives da ze,. 6 /35 13

14 . la esistenza della pesna ves tea nn è più in paallel cn R T. R' TC è la esistenza del teen ta i piedi della pesna e il dispese della gu. 7 /35 Il cntatt della pesna cn la cacassa in tensine nn cambia appezzabilmente la tensine U T, ma mdifica l andament dei ptenziali nel teen. La tensine applicata al cp uman è sl una piccla pate della tensine ttale U T. 8 /35 14

15 La tensine peesistente al cntatt ta la cacassa e il punt del teen ccupat dalla pesna, può essee denminata tensine di cntatt a vut U CO. Spess, a fave della sicuezza, si cnfnde la tensine di cntatt a vut cn la tensine di cntatt. 9 /35 Una tipica situazine paticlamente peiclsa è: 30 /35 15

16 La pesna che tcca cntempaneamente il ganci della gu, alla tensine U T pe un guast d islament, e una tubazine idica, si tva sggetta a gan pate della tensine ttale. 31 /35 La tensine di cntatt assume vali tant più pssimi alla tensine ttale quant più è tascuabile R TA ispett a R C. La cnduttua idica di slit è un bun cllegament cn il teen, appesenta ciè un dispese di bassa esistenza R TA, mlt più piccla della esistenza R TC ves tea della pesna. In quest cas la tensine di cntat a vut U CO cincide cn la tensine ttale U T. 3 /35 16

17 Cnsideazini sulla tensine di cntatt La tensine di cntatt dipende dalla esistenza R C del cp uman e nn è dunque indicativa della peiclsità di una ceta situazine. Tensini di cntatt divese ptebbe infatti cispndee a esistenze del cp uman R C divese, ma alla stessa cente attaves il cp uman. La tensine di cntatt deve quindi essee misuata cn un metd standad e ifeita ad un vale cnvenzinale della esistenza del cp uman. 33 /35 Ai fini della sicuezza tale esistenza R C dvebbe essee la più elevata pssibile: se fsse infinita si misueebbe la tensine di cntatt a vut. Ciò saebbe cautelativ, ma endeebbe le misue di ptezine tpp sevee. In sede nmativa è stat aggiunt un cmpmess assumend una esistenza cnvenzinale R C del cp uman di 1ÿ000 W. 34 /35 17

18 Pe misuae la tensine di cntatt, secnd le nme CEI, si devn utilizzae due elettdi pemuti sul teen cn una fza di 50 N ciascun; un vltmet, cn una esistenza intena di 1ÿ000 Ω deve essee inseit ta pate in esame e i due elettdi in paallel psti alla distanza di 1 m dalla pate stessa e ta l. 35 /35 18