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Titolo: perche 50 Hz

Ciao a tutti, mi è sorta una domanda un po' strana: perche la tensione 
di rete è a 50Hz?
Ci sono delle ragioni storiche, tecniche, o è frutto del caso? (tipo il 
primo apparecchio costruito andava a 50 Hz, quindi di conseguenza si è 
adattata la rete ...)
Chi sa darmi dei suggerimenti?
Inviato da 
www.mynewsgate.net


Penso che l'unico vincolo serio fosse scegliere una frequenza tale che 
l'occhio non percepisse lo sfarfallio nelle lampadine; quindi senz'altro 
piu' di 20 Hz ma anche 30 per avere margine, Per il valore preciso, 
sempre che non sia cauale, dei motivi potrebbero essere che 1) il 50 e' 
un numero facile da utilizzare nelle formule sia al numeratore che al 
denominatore, e 2) trasportato in giri/minuti produce un risultato 
pulito come 3000.

Alessandro wrote:
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La frequenza non e` normalizzata in tutto il mondo a 50 Hz. Gli stati 
uniti viaggiano a 60 Hz, mentre il giappone viaggia in parte a 50 Hz e 
in parte a 60 Hz (un vero casino).
Queste due frequenze sono emerse dopo lunghi tentativi, prove 
compromessi... Inizialmente (si parla di fine 800, edison) la 
distribuzione era in continua e serviva principalmente per 
illuminazione. I problemi erano le perdite sulle linee. Molti 
produttori, indipendentemente uno dall'altro, avevano cominciato a 
passare in alternata, con frequenze che andavano da 25 Hz fino a, mi 
pare, 166 Hz. Finche' si trattava di alimentare un po' di lampadine 
andava quasi tutto bene, i problemi sono nati con i motori elettrici (e 
la generazione polifase). Per i motori le frequenze sono scese, 
arrivando anche a 16.7 Hz, frequenza usata a lungo da alcuni tratti 
delle ferrovie (mi pare la ceva savona. In svizzera mi pare sia 25 Hz).
I problemi veri sono nati quando si cercava di collegare fra di loro 
questi sistemi. Erano necessari dei convertitori rotanti che 
convertissero una frequenza in un'altra. Quando poi l'impianto diventava 
obsoleto e veniva sostituito, si adeguava al resto della frequenza del 
sistema.
Negli stati uniti l'elettrificazione e` cominciata sulla costa est e a 
chicago: in qualche modo e` prevalsa la frequenza di 60 Hz, anche se i 
generatori idroelettrici delle cascate del niagara erano diversi, e solo 
pochi anni fa sono stati messi fuori linea i convertitori rotanti. Sulla 
costa ovest invece la frequenza era anche di 50 Hz (ad esempio i 
generatori della hoover dam mi pare fossero inizialmente a 50 Hz), e 
solo quando si e` pensato a una unificazione si e` andati verso i 60 Hz.
In europa invece la normalizzazione e` cominciata dalla germania: a 
cavallo di fine 800 inizi 900, una delle societa` elettriche che 
alimentava berlino aveva cominciato una opera di espansione comprando i 
vari produttori indipendenti e convertendo le loro centraline di 
produzione (per lo piu` a vapore) in sottocentrali di trasformazione: in 
questo modo la sua frequenza (50 Hz) veniva diffusa sempre di piu`.
Ho il sospetto che parte della differenza 50/60 Hz derivi anche dal 
fatto che gli europei hanno normalmente 10 dita, mentre gli americani 
evidentemente ne hanno 12 (non si spiega diversamente il loro sistema di 
misura :-) ).
Tutte queste informazioni le puoi trovare in un libro di hughes 
sull'elettrificazione nel mondo occidentale:
http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detail/-/0801846145/qid=1083166868/sr=1-2/ref=sr_1_2/002-9027021-0317657?v=glance&s=books
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)


Tsk, tsk: contano col pollice di una mano le falangi delle restanti dita
della medesima mano ^_^
E.L.

ciao

Il mio docente di laboratorio dice che è un problema delle turbine e dei
trasformatori nelle centrali. Se non mi sbaglio, è difficile far girare
oggetti così grossi a frequenze più alte. Confermatemi questa cosa.
Inoltre a parità di tensione (220 V non sono sicuro di questo valore) la
frequenza a cui si hanno i maggiori danni per l'uomo in caso di scarica è
proprio tra i 50 e 60 Hz!!!
Quindi se si poteva fare un po' più alta la avrebbero sicuramente fatta.
 ciao
Delo

 oggetti cosě grossi a frequenze piů alte. Confermatemi questa cosa.
Infatti 50Hz -> 3000 giri/min che e' una velocita' di rotazione elevata 
per gli alternatori trifasi. Non pero' per i trasformatori che sono 
statici (cioe' non hanno parti rotanti).

posso aggiungere una piccola cosa sui 60Hz degli americani che, oltre al
noto fatto delle 12 dita, amano molto  la loro frequenza perche' e' un
numero che ricorda la divisione del minuto in 60 secondi.  Non chiedetemi i
particolari del complicato giro mentale... dividere per 60 o per 50 per
ottenere il secondo non mi sembra molto diverso. Fosse stato 32 o 64...
In ogni caso ho letto anche da qualche parte (non ricordo se era una cosa
affidabile) che mantengono la sincronia della sinusoide prodotta dai loro
generatori elettrici con gli orologi atomici proprio per far funzionare bene
i loro orologi elettrici.
Daniele Fua'
Universita' di Milano-Bicocca

 i loro orologi elettrici.
Anche noi europei. D'altro canto, se dobbiamo sincronizzare l'intera rete
europea con qualche orologio, e dobbiamo per forza farlo per tenere la
frequenza sotto controllo, tanto vale che questo orologio sia molto preciso.
Il suo costo sara' infatti assolutamente trascurabile rispetto a tutti gli
altri costi.
Non so se e' ancora cosi', ma, fino a pochi anni fa, erano alcune centrali
tedesche, tra loro coordinate, che "facevano il passo" a tutta la rete
europea. Queste centrali erano sincronizzate, mi pare, con orologi atomici.
Saluti
Mino Saccone

 statici (cioe' non hanno parti rotanti).
Ma infatti gli alternatori non devono girare necessariamente a 3000 rpm
per avere il 50 Hz. Con macchine multipolari puoi andare ad una frazione
di quel regime: un alternatore trifase a 12 poli ti da il 50 Hz a 750
rpm.
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
 
La differenza tra mucca normale e mucca pazza? La prima mangia l'erba, la seconda se la fuma.
 


Penso che questo potrebbe essere uno dei motivi dei 60 Hz americani. 
Avevo letto tempo fa (piu' di 20 anni fa) che gli americani si vantavano 
di garantire la stabilita' della frequenza di rete istantanea mentre gli 
europei si limitavano a garantirla in media temporale. Francamente mi 
ricordo solo questo.
Franco

 europea. Queste centrali erano sincronizzate, mi pare, con orologi atomici.
Che io sappia il passo europeo è dato da alcune centrali idroelettriche
svizzere. Oltretutto rispetto a quelle termiche, sono molto più facili
da regolare (praticamente c'è solo da regolare un rubinetto), hanno poca
manutenzione e, se in zone con ampie riserve, non si fermano
praticamente mai.
C'è anche da dire che una volta al passo la rete è molto autoadattiva,
perché se un generatore tende a perdere il passo, fino a certi valori è
la stessa rete a tenerlo sincronizzato (oltre quel valore scattano delle
protezioni che lo escludono).
Interessante anche il caso di quando si devono interconnettere reti tra
loro non sincronizzate, come nel caso delle linee Europa/Africa a
Gibilterra o Sardegna/continenente (in Toscana, non ricordo bene dove).
In questi casi, per non far casino, si usa corrente continua. Il cavo
con la Sardegna (vecchissimo) è a un solo polo: l'altro è il mare.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
 
Manufactured from 100% recycled electrons.
 

 rpm.
Scusa Roberto:
3000 / 12 * 2 = 500 giri/min
Saluti
Mino Saccone

 cosa.
Non c'e' bisogno di farli girare a frequenza cosi' alte: vorrei vedere
uno di quei bestioni, capaci di produrre una potenza di decine di MW,
girare a 3000 giri/min.
Le macchine multipolari esistono da ben piu' di un secolo...
Il problema e' un altro: le perdite per isteresi crescono
proporzionalmente alla frequenza, e quelle per correnti parassite col
quadrato. Questo obbliga a un compromesso.
Dico un compromesso perche' viceversa la sezione di ferro nesessaria
per avere una certa f.e.m. indotta e' inversamente prop. alla
frequenza, per cui ad es. e' sicuramente svantaggioso per un
trasformatore lavorare a frequenza bassa.
Ho un vago ricordo che i generatori negli aerei un tempo (non so ora)
fossero a 400 Hz, credo proprio per avere congegii piu' leggeri, anche
se a scapito del rendimento.
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 3000 / 12 * 2 = 500 giri/min
Ma ti servono multipli di tre poli in un sistema trifase: con un
alternatore trifase a 12 poli hai quattro cicli di sinusoide completi
della fase R per ogni giro di macchina (le altre due fasi - S e T -
altrettanto, sfasate a + e - 120 gradi rispetto alla prima).
O ricordo male?
Ciao.
 
-- 
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
 
Spaghetti? E io che credevo fosse una versione impegnativa dello Shangai...
 

 rpm.
Vedi risposta ad Elio

 Le macchine multipolari esistono da ben piu' di un secolo...
Gli alternatori multipolari servono ad abbassare il numero di giri 
richiesto all'alternatore per produrre la frequenza di rete quando le 
turbine utilizzate non possono raggiungere n. di giri elevati. Per es. 
in un impianto idroelettrico a bassa velocita' di flusso ed ampia 
portata si utilizzano le turbine Kaplan giganti e con bassa velocita' di 
rotazione.
Per quanto riguarda la tua affermazione io non sono un elettrotecnico 
nel lontano 1978, studente di ingegneria elettronica vidi all'Ansaldo di 
Genova in costruzione il rotore dell'alternatore che sarebbe stato 
installato in una delle centrali nucleari in costruzione (mi sembra 
Caorso). Era lungo parecchi metri ma con un diametro inferiore al metro. 
Infatti sul rotore degli alternatori non vanno le spire in cui scorrera' 
la corrente ma solo l'elettromagnete rotante e NON era multipolare.
Ciao
Franco

 se a scapito del rendimento.
Caro Elio, ricordi bene! 400 Hz sicuramente in tutti gli aerei militari USA
dei quali vendono i pezzi nei banchetti di materiale surplus.
Non c'entra molto con questo thread ma me l'hai fatto venire in mente e
approfitto di chi potrebbe saperlo: e' ancora vero o e' mai stato vero che
il tono del telefono e' a 440 Hz?  Non si sa mai, dovessi perdere il mio La
(non barocco e non delle bande che ne usano altri)...
Daniele Fua'
Uni. Milano-Bicocca

 vero che il tono del telefono e' a 440 Hz?
Attualmente è a 440 Hz in Francia. In Italia (e nella maggior parte
degli stati europei) è a 425 Hz.
-- 
Frantic

 se a scapito del rendimento.
Si`, sugli aerei sempre 400 Hz trifase, sulle navi 60 Hz tranne nei 
sistemi di arma di quelle militari, che sono di nuovo a 400 Hz.
In questo thread siamo in due franco, io sono quello con la citazione di 
wittgenstein.


 ha scritto nel
messaggio news:l5Sjc.115874$hc5.5...@news3.tin.it...


Me lo fece vedere un inglese.Con una mano contano sulle dita, 1 2 3 4 5, al
6 sollevano un dito sella secoda mano azzerando la prima poi ricominciano
col 7 a sollevare le dita della prima mano e cosě via... MAH!

 O ricordo male?
Penso che stavolta la memoria t'inganni.
Il trifase o il monofase o il multifase non impattano col numero di paia di
poli che resta sempre legato solo alla frequenza e al numero di giri con la
formula:
f  = n * p / 2
f = frequenza
n = numero di giri al secondo
p = numero di poli
Il multifase e' realizzato con avvolgimenti multipli e sfasati tra loro
posti sullo statore.
Facciamo il caso del cosiddetto turboalternatore (2 poli soltanto).
Il rotore porta un polo nord e un polo sud contrapposti. Il rotore sara'
liscio (non a poli salienti) e l'avvolgimento di eccitazione sara'
distribuito sul rotore in cave a distanza variabile tra loro in modo da
creare il piu' possibile un andamento sinusoidale del campo magnetico lungo
la circonferenza, il ciclo di sinusoide, appunto.
Qualunque avvolgimento faccia sullo statore è chiaro che la tensione indotta
avra' la frequenza riportata sopra con p = 2.
Se poi faccio tre avvolgimenti sfasati tra loro di 120 gradi ognuno (senza
sapere l'uno dell'altro) avra' la frequenza di cui sopra.
Collegandoli poi tra loro a stella (di solito) o a triangolo (quasi mai)
ottengo il sistema trifase.
Con 4 poli hai 2 cicli di sinusoide, con 6 poli 3 cicli sempre il numero di
paia di poli insomma.
In pratica con piu' di 4 poli si preferisce fare il rotore "a poli salienti"
(spero di poter usare la vostra memoria non potendo fare il disegno) perche'
sarebbe poco pratico realizzare la sinusoidalita' del campo col solo
distanziamento variabile delle cave (in cui e' posto l'avvolgimento
eccitatore) sul rotore. E' piu' facile profilare opportunamente i poli
salienti.
Saluti
Mino Saccone

 ha scritto:

Per non parlare dell'ordine con cui sollevano le dita in una mano
per contare fino a 5: prima il mignolo, mi pare, poi indice o
pollice, poi non so quale, un casino completo!
A pensare che 'sta gente governa il mondo... c'č da ridere.



La frequenza di 50Hz è frutto di un compromesso tecnico/economico.
Considera che diminuendo la frequenza diminuisce la reattanza induttiva
delle linee, di contro si avrebbero trasformatori più grandi e più
pesanti, a parità di potenza. Per gli alternatori delle centrali
idroelettriche, ad esempio, converrebbero delle frequenze molto basse, per
limitare il numero di poli, di contro per molti apparecchi utilizzatori,
frequenze al di sotto dei 25Hz sarebbero intollerabili (vedi ad esempio
effetto flicker sulle lampade fluorescenti). Con frequenze maggiori a 50Hz
si avrebbero dei benefici nel costo dei condensatori di rifasamento, a
parità di capacità poichè questi generano potenza reattiva proporzionale 
alla frequenza. Infine pensa che la frequenza ottimale, economicamente
parlando, per i turboalternatori, che sono macchine ad induzione bipolari, 
si aggira sui 100Hz con potenze di 10-20MW mentre è di 50Hz per macchine
di media potenza (150MW).
Ciao
Angelo Rossi