DA PAG. PAG. INDICE LEZIONE ARGOMENTI TRATTATI N 3-89 PARTE PRIMA ELETTROTECNICA 5 8 9 11 1 ELETTROSTATICA. Cariche elettriche, campo elettrico, capacità elettrica, condensatore, Farad e sottomultipli. Materiali isolanti e dielettrici. Calcolo della capacità. Condensatore piano. Collegamenti dei condensatori in serie e in parallelo. 2 TENSIONE E CORRENTE CONTINUA. Generatore elettrico. Forza elettromotrice. Misura della tensione. Corrente elettrica. Misura della corrente. Le pile. 12 15 16 19 20 24 25 28 3 GLI ACCUMULATORI ELETTRICI. Accumulatore al piombo. Fase di carica e fase di scarica. L accumulatore al Nichel Cadmio. Batterie di accumulatori. Principali caratteristiche. Tensione nominale, capacità, correnti massime di scarica e di carica. 4 LA RESISTENZA ELETTRICA. Calcolo della resistenza di un conduttore elettrico. Alcune resistenze specifiche. Collegamento delle resistenze in serie ed in parallelo. Variazione della resistenza al variare della temperatura. Conduttanza elettrica. Unità di misura della conduttanza. 5 LA LEGGE DI OHM. Differenza tra forza elettromotrice (f.e.m), differenza di potenziale (d.d.p.) e caduta di tensione (c.d.t.). Relazioni. Dispositivi di manovra. Il reostato. Il potenziometro. 6 POTENZA ED ENERGIA ELETTRICA. Unità di misura della potenza elettrica. Il watt.. Multipli del watt. Sottomultipli. Unità di misura della potenza nelle macchine elettriche. Equivalenza del cavallo vapore con il watt e con il Kilowatt. Effetto Joule. 201
29 31 32 34 35 38 39 45 46 49 50 55 7 LEGGI DI KIRCHHOFF SULLE RETI ELETTRICHE. Il nodo. Il ramo, La maglia. Legge di Kirchhoff sui nodi. Legge di Kirchhoff sulle maglie. 8 L ELETTROMAGNETISMO. Campo elettromagnetico. Forma del campo elettromagnetico. Forza magnetoelettrica. Solenoide. L unità di misura del campo magnetoelettrico. 9 L INDUZIONE ELETTROMAGNETICA E LE LEGGI RELATIVE. Induzione elettromagnetica. Legge di Maxwell. Legge di Faraday. Differenza tra induzione magnetica e flusso magnetico. Legge di Lenz. 10 MUTUA INDUZIONE E AUTOINDUZIONE. Mutua induzione. Coefficiente di mutua induzione. Autoinduzione. Unità di misura dell induttanza. Sottomultipli. L induttanza in corrente continua. L induttanza in corrente alternata. Induttanze in serie e in parallelo. La riluttanza magnetica. Correnti parassite o correnti di Focault. Isteresi magnetica. 11 TENSIONI E CORRENTI ALTERNATE. Tensione alternata. Corrente alternata. Tensioni e correnti alternate sinusoidali. Caratteristiche basilari. Periodo o ciclo. Frequenza. Unità di misura della frequenza. Relazioni tra periodo e frequenza. Pulsazione. Valore massimo. Valore medio. Valore efficace. Valore istantaneo. Valore picco picco. Valore efficace. 12 NOZIONI BASILARI DI TRIGONOMETRIA. Le coordinate cartesiane. Funzioni trigonometriche di un arco. Seno. Coseno. Tangente. Relazioni tra le funzioni trigonometriche di due archi. Angoli complementari. 1 teorema sui triangoli rettangoli. 2 teorema sui triangoli rettangoli. 202
56 59 60 62 63 68 69 72 13 RAPPRESENTAZIONE VETTORIALE DELLE GRANDEZZE SINUSOIDALI. Il diagramma vettoriale. Il vettore della tensione. Il vettore della corrente. Corrente in fase con la tensione. Corrente sfasata in ritardo rispetto alla tensione. Misura dello sfasamento. Corrente sfasata in ritardo rispetto alla tensione. Corrente sfasata in anticipo rispetto alla tensione. Corrente in opposizione alla tensione. 14 LEGGE DI OHM CON TENSIONI E CORRENTI ALTERNATE CON VALORI EFFICACI. Circuito puramente ohmico. Rappresentazione circuitale e vettoriale. Circuito puramente induttivo. La reattanza induttiva. Rappresentazione circuitale e vettoriale. Circuito puramente capacitivo. La reattanza capacitiva. Rappresentazione circuitale e vettoriale. 15 L IMPEDENZA. Circuito con resistenza, reattanza induttiva e reattanza capacitiva in parallelo tra loro. Rappresentazione circuitale. Rappresentazione vettoriale. Circuito con resistenza, reattanza induttiva e reattanza capacitiva in serie tra loro. Il triangolo dell impedenza. Rappresentazione vettoriale. Teorema di Pitagora relativo al triangolo rettangolo. Applicazione del teorema di Pitagora al triangolo dell impedenza. La legge di Ohm, con tensioni e correnti sinusoidali, con inserita l impedenza. 16 POTENZA MONOFASE CON GRANDEZZE SINUSOIDALI. Angolo di fase. Potenza monofase con grandezze sinusoidali. Potenza reale o attiva. Potenza reattiva. Potenza apparente. Relazioni tra potenza attiva, potenza reattiva e potenza apparente. Calcolo del fattore di potenza. Valore limite del fattore di potenza. Correzione del fattore di potenza. 203
73 80 81 84 85 87 19 17 GRANDEZZE TRIFASI SINUSOIDALI. Collegamenti dei circuiti trifase. Collegamento trifase a stella con neutro. Relazioni tra le tensioni concatenate e le tensioni di fase. Relazioni nel collegamento trifase a stella con il neutro. Le correnti nel collegamento trifase a stella con neutro. Sistema equilibrato. Sistema squilibrato. 18 POTENZA DI UN SISTEMA TRIFASE. Potenza reale o attiva. Potenza reattiva. Potenza apparente. Collegamento a stella con neutro. Collegamento a stella senza neutro. Collegamento a triangolo. ESERCIZI RELATIVI AI SISTEMI TRIFASE Collegamento a stella con neutro. Collegamento a stella senza neutro. Collegamento a triangolo. 88 89 91 126 93 99 100 104 20 IL RIFASAMENTO. Come correggere il fattore di potenza. Rifasamento con batterie di condensatori. PARTE SECONDA MISURE ELETTRICHE 21 GENERALITA SUGLI STRUMENTI DI MISURA ELETTRICI. Classi costruttive. Strumenti analogici. Strumenti digitali. Struttura di uno strumento analogico. Coppia motrice e coppia antagonista. Scale di lettura. Errori di misura. Classi di precisione degli strumenti di misura. Principi di funzionamento. Strumenti magneto elettrici a bobina mobile. Strumenti elettromagnetici a ferro mobile. Strumenti elettrodinamici. Strumenti termodinamici. Strumenti ad induzione. 22 TIPI COSTRUTTIVI DEGLI STRUMENTI DI MISURA MAGGIORMENTE USATI. Amperometri e voltometri. Frequenziometri. Wattometri per correnti continue. Varometri. Fasometri. Contatori di energia elettrica. Contatori di energia attiva. Contatori elettronici di energia monofase statici. 204
105 109 110 115 116 121 122 124 23 STRUMENTI DI MISURA PARTICOLARI. Indicatore di sincronismo a luci rotanti. Sincronoscopi. Gruppi di sincronizzazione. Spinterometri tarati. Descrizione dello spinterometro. Taratura dello spinterometro. Curva di taratura dello spinterometro. Impiego dello spinterometro nelle prove di collaudo ad impulso atmosferico. 24 METODI INDIRETTI DI MISURA CON PIU STRUMENTI. Misura della potenza in corrente continua. Misura della potenza in corrente alternata. Misura della potenza reale nei circuiti trifase equilibrati. Metodo con 3 wattometri monofase. Metodo con 2 wattometri monofase inseriti con il sistema Aron. Misura delle potenza reattiva nei circuiti trifasi equilibrati a 3 fili. Metodo con 2 wattometri monofase inseriti con il sistema Aron. Misura delle potenza reattiva nei circuiti trifasi squilibrati a 3 fili. Metodo con 3 wattometri monofase inseriti con il sistema Righi. Metodo con 2 wattometri monofase inseriti col sistema Barbagelata. 25 MISURA DELLE RESISTENZE ELETTRICHE. Misurazione di resistenze di piccolo valore ohmico. Misurazione di resistenze di medio valore ohmico. Ponte di Wheatstone. Dimostrazione. Doppio Ponte di Thomson. Dimostrazione. 26 MISURA DELLE RESISTENZE D ISOLAMENTO. I materiali isolanti. Correnti di dispersione. Resistenza dell isolamento. Il Megaohmetro. Come si esegue la misura dell isolamento. Misura dell isolamento delle macchine elettriche. Valore minimo della misura dell isolamento dei motori trifase. 205
125 126 127 200 129 131 132 134 135 138 139 142 27 MISURA DELLA RESISTENZA DELLE PRESE DI TERRA. Le prese di terra. Terrometri o tellurometri. Terrometri a manovella. Valore massimo in ohm delle prese di terra. Distanze tra la presa di terra da misurare e gli spandenti delle prese di terra provvisorie. Terrometri elettronici. PARTE TERZA - LE MACCHINE ELETTRICHE. 28 MACCHINE A CORRENTE CONTINUA. Le Dinamo. Le dinamo come generatori di energia elettrica. L avvolgimento indotto. L induttore o statore. L indotto o rotore. Il collettore a lamelle. Le spazzole. Rappresentazione grafica della dinamo negli schemi elettrici. 29 SISTEMI DI ECCITAZIONE DELLE DINAMO. Eccitazione indipendente. Autoeccitazione. Dinamo con eccitazione in serie. Dinamo con eccitazione in parallelo. Dinamo con eccitazione composta. Manovre operative con le dinamo. Rendimento industriale delle dinamo. Le perdite complessive di potenza. Perdite nel rame. Perdite nel ferro. Perdite meccaniche. Perdite per l eccitazione. 30 MOTORI A CORRENTE CONTINUA. Motore dinamo con eccitazione in serie. Motore dinamo con eccitazione in parallelo. Coppia motrice e velocità di rotazione. Numero di giri al minuto. Inversione del senso di rotazione dei motori a corrente continua con indotto in serie e indotto in parallelo. Motori con dispositivo Brushless (senza spazzole). 31 MACCHINE A CORRENTE ALTERNATA. GLI ALTERNATORI. Statore, Rotore. Avvolgimento induttore. Avvolgimento indotto. Dinamo eccitatrice primaria. Eccitazione in cascata. Caratteristiche degli alternatori. Simbologie grafiche. Alternatore con le dinamo eccitatrici Brushless. 206
143 147 148 151 152 155 156 158 32 FUNZIONAMENTO DEGLI ALTERNATORI IN PARALLELO. Il parallelo. Manovra di messa in parallelo di un alternatore. Strumenti necessari per eseguire il parallelo. Inserimento in parallelo dell alternatore. Velocità iposincrona dell alternatore. Velocità ipersincrona dell alternatore. Chiusura dell interruttore di macchina. Rifasamento della rete collegata all alternatore. Rendimento degli alternatori. Rendimento elettrico. Rendimento totale industriale. Reversibilità di funzionamento dell alternatore. Il motore sincrono. La velocità di sincronismo. Avviamento del motore sincrono. Il motore di lancio. Impiego del motore sincrono nell industria. 33 MOTORI A INDUZIONE O ASINCRONI. Il campo magnetico rotante. Il motore a induzione o asincrono. Campo magnetico rotante del motore asincrono trifase. Il rotore a gabbia di scoiattolo.. Velocità dei motori asincroni. Lo scorrimento. Scorrimento percentuale. 34 LA MORSETTIERA DEL MOTORE ASINCRONO TRIFASE. Inversione del senso di rotazione dei motori asincroni trifase. Morsetti di connessione degli avvolgimenti statorici. Avviamento del motore asincrono trifase. Il rotore a doppia gabbia di scoiattolo. L avviamento stella / triangolo. L avviamento a tensione ridotta. 35 I MOTORI ASINCRONI MONOFASE. L autoavviamento. Costituzione del motore asincrono monofase. Comportamento del motore asincrono trifase nella ipotesi che manchi una fase mentre sta girando. Protezione contro i corto circuiti. Protezione contro i sovraccarichi. I generatori asincroni. Impiego dei generatori asincroni in montagna. 159 36 I TRASFORMATORI. 207
161 Principio di funzionamento. Reversibilità dei trasformatori. Rappresentazioni grafiche dei trasformatori negli schemi elettrici. Trasformatori monofase. Trasformatori trifase. Autotrasformatori monofase. Autotrasformatori trifase. 162 166 167 169 170 173 37 TRASFORMATORI MONOFASE Avvolgimento primario. Avvolgimento secondario. Tensione primaria. Tensione secondaria. Corrente magnetizzante. Perdite di potenza nei trasformatori. Perdite nel ferro. Perdite nel rame. Funzionamento teorico del trasformatore monofase. Schema equivalente del trasformatore monofase. Cadute di tensione ohmiche e induttive. Reattanze di dispersione. Rappresentazioni vettoriali del trasformatore monofase. Trasformatore monofase ideale a vuoto. Trasformatore monofase reale a vuoto. Trasformatore monofase reale sotto carico. 38 I RAPPORTI DI TRASFORMAZIONE Rapporto spire. Rapporto di trasformazione a vuoto o rapporto nominale. Rapporto di trasformazione a carico o rapporto effettivo. Rapporto di trasformazione delle correnti primarie e secondarie. Rapporti tra tensioni e correnti sotto carico. Caratteristiche di funzionamento dei trasformatori. Tensione nominale di un avvolgimento. Frequenza nominale. Potenza nominale. Corrente nominale. Perdite a vuoto. Perdite a carico. Perdite totali. Classe d isolamento. 39 TRASFORMATORI TRIFASE. Collegamento a stella senza neutro. Collegamento a stella con neutro. Collegamento a triangolo. Collegamento a Zig Zag. Collegamenti primari e secondari. Accoppiamenti possibili. Gruppi vettoriali di appartenenza. I commutatori di tensione. Commutatori a vuoto. Commutatori sotto carico. 174 40 RAFFREDDAMENTO DEI TRASFORMATORI 208
177 TRIFASE. Natura del mezzo refrigerante. Simbologie. Tipo di circolazione adottato. Simbologie. Circolazione forzata dell aria. Circolazione forzata dell olio. Simboli identificativi. Livelli d isolamento. Accessori dei trasformatori trifase. Conservatore dell olio. Indicatore di livello con livellostato. Filtro d aria con Silicagel. Relè Buchholtz. Termometro con termostato. Immagine termica. 178 180 181 186 187 188 41 TRASFORMATORI TRIFASE. COLLEGAMENTO IN PARALLELO. La tensione di corto circuito. Requisiti per il collegamento in parallelo. Ripartizione del carico. Collegamento degli avvolgimenti. Controllo pratico della corrispondenza dei terminali. 42 TRASFORMATORI DI MISURA. Trasformatori voltometrici. Trasformatori amperometrico. Tipi d installazione. Tipi d impiego. Caratteristiche dei TV. Caratteristiche dei TA. (Norme CEI). Norma di sicurezza per i trasformatori amperometrici. 43 ERRORI DI MISURA DEI TV E DEI TA. Errori di misura dei trasformatori voltmetrici. Rappresentazione vettoriale di un TV ideale. Rappresentazione vettoriale di un TV reale. Errori di misura dei trasformatori amperometrici. Rappresentazione vettoriale di un TA ideale, Rappresentazione vettoriale di un TA reale. Suddivisione in 4 classi del grado di precisione dei TV e dei TA. 189 195 44 I RADDRIZZATORI. I semiconduttori. Diodi a giunzione. Raddrizzamento della corrente alternata sinusoidale. Filtri d uscita o circuiti di spianamento. Raddrizzatori trifase a diodi. I Tyristor o diodi controllati SCR. Raddizzatori trifase con SCR. L inverter. 196 45 APPLICAZIONI DEI THIRISTORS (SCR). 209
199 Alimentazione ininterrotta della tensione alternata sinusoidale con il dispositivo statico U.P.S. Linea di riserva ininterrotta U.P.S. Linea principale. Gli interruttori statici. I DISPOSITIVI BRUSHLESS. Applicazione del dispositivo Brushless ad un generatore sincrono trifase. Motori elettrici con il dispositivo Brushless. 210