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Titolo: Due domande di elettrotecnica

Salve,
leggendo un libro di elettrotecnica, mi sono sorte due domande a cui
non sono certo di dare una risposta...
1. Che cosa è un induttore? E' un elemento che sfrutta
l'autoinduttanza. L'autoinduttanza consiste (detta in maniera grezza)
in una corrente che si genera in una spira quando questa è
attraversata da un campo magnetico variabile: la corrente possiede un
verso tale da generare un campo magnetico tale da opporsi alla
variazione del primo (correggetemi se sbaglio). In formule, V=-L*dI/
dt. Il problema deriva dal segno meno: questo segno (che se non
ricordo bene è presente sul mio libro di fisica) scompare totalmente
nel mio libro di elettrotecnica: come mai?
2. Come mai la rete elettrica funziona in AC? Una risposta è data
dalla sorgente, la quale fornisce di per sè una corrente in AC;
tuttavia ho letto che esiste una altro motivo, ovvero la riduzione
delle perdite...come avviene?
Grazie per le risposte

 delle perdite...come avviene?
Per la verità la rete elettrica è in AC perché si può elevare la
tensione con delle semplici macchine statiche che sono i trasformatori.
Maggiori tensioni significano meno perdite nei conduttori.
Questo è solo un esempio fra i tanti.
Teoricamente l'AC sarebbe sconveniente rispetto alla corrente continua
perché oltre alla resistenza ohmica si aggiungono impedenze come quelle
induttive: nella pratica questo svantaggio è trascurabile rispetto ai
vantaggi.
Comunque esistono collegamenti in DC per il trasferimento di potenze
elettriche, ad esempio l'elettrodotto che collega la Grecia all'Italia.

 Grazie per le risposte
Aumentando la tensione per il trasporto dell'energia e riducendola al
momento dell'utilizzazione, riuscendo a tenere bassa la corrente di linea
e quindi le perdite sulla linea, e questo si può fare facilmente in CA con
i trasformatori, macchine ad elevatissimo rendimento, in quelli più grossi
fino al 99%.
Michele
-- 
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 quelli più grossi fino al 99%.
Mi permetto di aggiungere che la CA trasportata in alta tensione è 
trifase: il bilanciamento delle fasi riesce a ridurre il ritorno sul 
neutro, in modo che siano sufficienti tre cavi "grossi" per le fasi e uno 
"piccolo" per il neutro, contro i sei cavi che sarebbero necessari per il 
trasporto delle fasi separate.
-- 
Il popolo ha scelto Barabba.

 trasporto delle fasi separate.
Per amore di correttezza, nell'alta tensione i cavi sono solo tre ed il
quarto, che tu noti nei tralicci dell'alta tensione, è la fune di guardia,
normalmente usata per la protezione della linea dalle scariche
atmosferiche.
La fune di guardia sono dei conduttori nudi nel cui interno vengono
alloggiate delle fibre ottiche, per la trasmissione dati.
I cavi sono sempre tre in quanto è cura del gestore tendere a rendere il
carico trifase, visto dalla linea, il più possibile equilibrato.
I cavi diventano quattro nella distribuzione a bassa tensione 230/400 V,
dove per norma il quarto filo di neutro può essere pari al 50% di quello
di fase. 


Maggiori tensioni significano meno perdite nei conduttori.
Perché? la potenza dissipata da un resistore č pari ad RI^2=V^2/R e
quindi la potenza dissipata č la stessa...
Grazie

 Michele
Le funi di guardia possono essere anche più di una e come si evince dal 
nome la loro funzione è quella di costituire una gabbia di Faraday 
minimale (solitamente sono in acciaio, non in rame/alluminio) a 
protezione dei cavi di linea contro le scariche atmosferiche. Non mi 
risultava che le si utilizzasero anche per sostenere delle fibre 
ottiche, sapevo invece che esistono sistemi di trasmissione dati in AT: 
potresti darmi qualche info in più in merito? (info di tua sponte, 
articoli, pagine web, pubblicazioni)
Ciao e grazie

 quindi la potenza dissipata č la stessa...
A *parita' di potenza* assorbita dal carico, maggiore tensione
significa minore corrente, e di conseguenza minori perdite sui
conduttori per effetto joule
--
M.


Qualche anno fa, il padre di un mio alunno, dipendente Enel,  mi portò
un pezzo di treccia in alluminio con fibre ottiche, dipendente che ho
rivisto qualche mese fa in una visita guidata alla centrale di
Caltanissetta.
Quel pezzo di fune la tengo ancora nel mio cassetto, per farla vedere
a qualche studente curioso non tanto per la corda di alluminio, ma per
fare vedere le fibre ottiche e come queste vengono collocate nella
corda, ma non mi sono interessato d'altro.
Da una breve ricerca su google, ho trovato
http://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=1743325
quella che ho nel cassetto è quasi il doppio ed ha 12 fibre ottiche
per ogni trefolo.
Michele

 Grazie
La V non è la 380 kV o la 220 kV, ma la ddp ai capi dell'elettrodotto.
Se riduci la resistenza R, anche la caduta di potenziale si riduce.

 quindi la potenza dissipata è la stessa... Grazie
Devi pensare alla potenza trasmessa. Data una certa potenza P, V e I sono 
_inversamente_ proporzionali, quindi R=V/I è proporzionale a V^2, infatti 
R=V^2/P. Pertanto se raddoppi V puoi permetterti dei cavi decisamente più 
sottili dimezzandone il diametro.


 Grazie
Ma in quale classe vai?
Per la legge di Ohm, su un resistore si ha sempre V=RI
e visto che la potenza dissipata č sempre in ogni bipolo V*I,
se sostituisci dalla legge di Ohm la I ritrovi V^2/R
se sostituisci dalla legge di Ohm la V ritrovi RI^2
Spero di essere stato chiaro
Michele

variazione del primo
Se il fenomeno dell'autoinduzione è quanto postato, ho dei problemi ad
applicarlo nel caso dell'induttore.
Considero un induttore attraversato da una corrente costante: questo
genererà  un campo magnetico variabile o costante?

 dimenticato.
Ma il discorso e' banale: a casa tua hai una fornitura di 3.3 kW, e
alla tensione di rete di 220 V significano 15 A (se il carico fosse
puremente resistivo: altrimenti sarebbero di piu').
Se, a parita' di potenza fornita, la tensione di alimentazione fosse
ad esempio 125 V (e tanto tempo fa era cosi'), sarebbero necessari
circa 26 A.
Ora, i conduttori della rete hanno una loro resistenza, e dissipano
per effetto joule una potenza I^2*R (R e' la resistenza dei
conduttori), ed ovviamente piu' alta e' la corrente tanto piu' alta e'
la potenza, e questa potenza sarebbe persa.
Quindi vedi subito il vantaggio di avere una tensione piu' alta: minor
spreco di energia sui conduttori.
Per la cronaca: ora non esiste piu' nemmeno la 220.. la tensione di
rete e' standardizzata a 230 V (400 V tra due fasi) dalle norme
europee ..
--
M.

 genererà  un campo magnetico variabile o costante?
phi(t) = L*i(t)
se i e' costante, il flusso (e quindi il campo magnetico) e'
ovviamente costante.
Se anziche' mantenere costante la corrente mantieni costante la
*tensione* (collegando un generatore di tensione), ottieni una
corrente, e quindi flusso, a rampa: i(t) = V*t/L.
Attenzione che stiamo considerando un induttore *magneticamente
isolato* da altri induttori; altrimenti occorre introdurre altri due
concetti: il mutuo flusso e la mutua induttanza.
--
M.

 Cmq ottima spiegazione, grazie
prego


 genererà  un campo magnetico variabile o costante?
Ovviamente costante, ma l'autoinduzione interviene nelle fasi di chiusura 
e di apertura del circuito, facendo sì che la corrente non salti 
improvvisamente da zero a I=V/R, ma ci arrivi progressivamente; 
analogamente, aprendo il circuito la corrente non scatta subito a zero, ma 
ci impiega un certo tempo.


 cui viene assunta la tensione.
Non e' affatto convenzionale: essendo una f.e.m., cioe' un integrale
di linea, deve essere fissato un verso, e questo *deve* coincidere col
verso positivo della corrente.
Se si tiene presente questo, il "mistero" dei segni sparisce.
Non ho ora tempo per dettagliare oltre.
 
-- 
Elio Fabri

 verso positivo della corrente.
Ma infatti non ho parlato di fem: ho parlato genericamente di
tensione, intendendo con questo la tensione ai capi dell'induttore, il
cui segno e' convenzionale ..
--
M.

 Dov'è l'inganno?
Ciao a tutti, anch'io mi posi questo dubbio nel 2003.
Riporto sommariamente le conclusioni cui giunsi.
Se il circuito (complessivo) e' in CC, e non ci sono di mezzo
trasformatori, o inverter et similia, ed e' schematizabile
come formato da un generatore G la cui R interna si puo'
trascurare (o anche inglobare in Rc, vide infra) di fem V,
dei cavi in serie la cui R complessiva e' Rc e, ancora in serie
a Rc l'equivavalente parallelo Ru di tutte le R degli utilizzatori,
allora possiamo scrivere le seguenti relazioni e l'inganno non
c'e' :).
I = V/(Rc + Ru). (0)
La caduta di tens. sui conduttori e' Vc = Rc*I = Rc*V/(Rc + Ru);
cosi', la caduta su Ru e' Vu = Ru*I = Ru*V/(Rc + Ru).
La pot. diss. su Rc e'
Pc = Vc*I = Vc*V/(Rc + Ru) = Rc*V^2/(Rc + Ru)^2; (1)
Analogamente, per la Pu:
Pu = Vu*I = Vu*V/(Rc + Ru) = Ru*V^2/(Rc + Ru)^2. (2)
Da (1) e (2) cui e' facile vedere che
Pc/Pu = Rc/Ru (3)
La (3) non dipende da V.
Inoltre, considerando la P totale Pt, si ha Pt = V^2/(Rc + Ru).
Il rapporto Pc/Pt sara':
Pc/Pt = (Rc*V^2/(Rc + Ru)^2)/(V^2/(Rc + Ru)) = Rc/(Rc + Ru) (4)
Analogamente, il rapporto Pu/Pt sara':
Pu/Pt = (Ru*V^2/(Rc + Ru)^2)/(V^2/(Rc + Ru)) = Ru/(Rc + Ru) (5)
Anche la (4) e la (5) non dipendono da V.
Quindi in CC non si avrebbe alcun vantaggio nel variare V
(a meno di inserire inverter).
In CA, con l'uso di trasformatori, i quali (sperando di aver
orecchiato bene) cambiano le loro impedenze di ingresso
e uscita secondo il quadrato del loro rapporto di trasformazione
(abbiamo quindi un circuito in cui viene meno la linearita' delle
imp.)
il ragionamento fatto sopra che implicava linearita' delle R
non e' piu' applicabile.
_________________________________________________________
Ciao, Patrizio

 Michele
Ciao, Patrizio

 conduttori per effetto joule
Scusa, vedi anche il mio post del 24 Ago, 15:32
Se trovi una confutazione (decente) ne sarei ben lieto.
Ciao, Patrizio

 Soviet
Ciao, Patrizio

 Ciao, Patrizio