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| trasformatore [2015/03/25 11:14] – [Trasformatore ideale a vuoto e a carico] admin | trasformatore [2016/01/10 17:53] – modifica esterna 127.0.0.1 |
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| ===== Il trasformatore reale ===== | ===== Il trasformatore reale ===== |
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| **Premessa:** Il trasformatore reale non si discosta troppo da quello ideale. Le perdite infatti sono contenute (il rendimento è sempre maggiore del 90%) e flusso disperso e corrente a vuoto sono praticamente trascurabili in un uso normale. Per questo, considerate le finalità di questa materia, possiamo limitarci al caso del trasformatore ideale e fornire solo brevi cenni sullo studio del trasformatore reale. | **Premessa:** Il trasformatore reale non si discosta troppo da quello ideale; le perdite infatti sono contenute (il rendimento è sempre maggiore del 90%) e flusso disperso e corrente a vuoto sono praticamente trascurabili in un uso normale. Per questo, considerate le finalità di questa materia, possiamo limitarci al caso del trasformatore ideale e fornire solo brevi cenni sullo studio del trasformatore reale. |
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| Il trasformatore reale viene studiato attraverso un circuito equivalente che non rappresenta il circuito vero e proprio del trasformatore ma ne simula il comportamento. Il circuito, rappresentato in //figura 5//, contiene sei componenti passivi - reali o fittizi - che rappresentano i fenomeni che avvengono nei trasformatore reale: | Il trasformatore reale viene studiato attraverso un **circuito equivalente** che non rappresenta il circuito vero e proprio del trasformatore ma ne simula il comportamento. Il circuito equivalente di //figura 5// contiene sei componenti passivi che rappresentano i fenomeni che avvengono nei trasformatore reale, indicati nella tabella seguente: |
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| ^ componente ^ valore ^ reale/fittizio ^ significato ^ effetto ^ | ^ componente ^ valore ^ reale/fittizio ^ significato ^ effetto ^ |
| | R<sub>1</sub> e R<sub>2</sub> | basso | reale | resistenza dei due avvolgimenti | cadute di tensione ed effetto Joule| | | R<sub>1</sub> e R<sub>2</sub> | basso | reale | resistenza dei due avvolgimenti | cadute di tensione ed effetto Joule| |
| | X<sub>d1</sub> e X<sub>d2</sub> | basso| fittizio | reattanze di dispersione dei due avvolgimenti | flusso disperso((flusso che si concatena con un circuito ma non con l'altro (sfugge dal circuito magnetico) )) | | | X<sub>d1</sub> e X<sub>d2</sub> | basso| fittizio | reattanze di dispersione dei due avvolgimenti | cadute di tensione e flusso disperso((flusso che si concatena con un circuito ma non con l'altro (sfugge dal circuito magnetico) )) | |
| | R<sub>a</sub> | elevato | fittizio | resistenza equivalente del circuito magnetico | perdite nel ferro per isteresi e correnti parassite | | | R<sub>a</sub> | elevato | fittizio | resistenza equivalente del circuito magnetico | perdite nel ferro per isteresi e correnti parassite | |
| | X<sub>μ</sub> | elevato | reale | reattanza induttiva del primario | corrente di magnetizzazione del trasformatore | | | X<sub>μ</sub> | elevato | reale | reattanza induttiva del primario | corrente di magnetizzazione del trasformatore | |
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| Osserviamo inoltre che: | Osserviamo inoltre che: |
| * è presente un simbolo che rappresenta il trasformatore ideale (le due induttanze affacciate) per il quale valgono le formule scritte sopra | * al centro è presente un simbolo che rappresenta il trasformatore ideale (le due induttanze affacciate) |
| * le tensioni indotte E<sub>1</sub> e E<sub>2</sub> che non coincidono più con le tensioni V<sub>1</sub> e V<sub>2</sub> per le cadute di tensione lungo i parametri longitudinali | * le tensioni indotte E<sub>1</sub> e E<sub>2</sub> non coincidono più con le tensioni V<sub>1</sub> e V<sub>2</sub> a causa delle cadute di tensione lungo i parametri longitudinali |
| * la V<sub>2</sub> cambierà (leggermente) con il carico a causa delle cadute di tensione (che dipendono dal valore di I<sub>2</sub>) quindi il rapporto di trasformazione K non è costante ma cambia col carico | * la V<sub>2</sub> cambierà (leggermente) con il carico a causa delle cadute di tensione (che dipendono dal valore di I<sub>2</sub>) quindi il rapporto di trasformazione K non è costante ma cambia col carico |
| * la corrente (unica) del primario può essere scomposta nella corrente di reazione I<sub>1</sub>' e in quella a vuoto I<sub>0</sub> (che a sua volta può essere scomposta nella corrente di magnetizzazione I<sub>μ</sub> e in quella che simula le perdite nel ferro I<sub>a</sub>) | * la corrente (unica) del primario può essere scomposta nella corrente di reazione I<sub>1</sub>' e in quella a vuoto I<sub>0</sub> (che a sua volta può essere scomposta nella corrente di magnetizzazione I<sub>μ</sub> e in quella che simula le perdite nel ferro I<sub>a</sub>) |
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| Il circuito equivalente del trasformatore può essere studiato scrivendo le equazioni del primario e del secondario applicando il metodo simbolico e rappresentando le varie grandezze con dei diagrammi vettoriali. Questo studio permette di valutare esattamente il comportamento del trasformatore a vuoto e a carico, in particolare determinando la variazione della tensione V<sub>2</sub> in funzione del carico. | Il circuito equivalente del trasformatore può essere studiato scrivendo le equazioni del primario e del secondario e rappresentando le varie grandezze con dei diagrammi vettoriali (si usa il metodo simbolico). Questo studio permette di valutare esattamente il comportamento del trasformatore a vuoto e a carico, in particolare determinando la variazione della tensione V<sub>2</sub> in funzione del carico. |
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| I parametri del circuito equivalente possono essere stabiliti in fase di progetto o ricavati da un trasformatore reale con due prove al banco((in realtà i parametri ricavati fanno riferimento al circuito semplificato di //figura 14//)): | I parametri del circuito equivalente possono essere stabiliti in fase di progetto o ricavati da un trasformatore reale con due prove al banco((in realtà i parametri ricavati fanno riferimento al circuito semplificato di //figura 14//)): |
| ===== Tipologie particolari di trasformatori ===== | ===== Tipologie particolari di trasformatori ===== |
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| Nella distribuzione dell'energia elettrica si impiegano **trasformatori trifase**, a tre colonne e con tre avvolgimenti primari e tre secondari. Il loro comportamento è simile a quello dei trasformatori monofase (vengono studiati considerando una sola fase). | Nella distribuzione dell'energia elettrica si impiegano **trasformatori trifase**, a tre colonne con tre avvolgimenti primari e tre secondari. Il loro comportamento è simile a quello dei trasformatori monofase (vengono studiati considerando una sola fase). |
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| Gli **autotrasformatori** hanno una solo avvolgimento con una presa centrale per cui il circuito secondario è una parte del circuito primario. Rispetto a trasformatori sono più piccoli, hanno un rendimento maggiore e spesso permettono la regolazione della tensione di secondario (quando la presa centrale è mobile) ma la mancanza di isolamento tra primario e secondario ne limita l'uso a casi particolari. | Gli **autotrasformatori** hanno una solo avvolgimento con una presa centrale per ricavare il circuito secondario da una parte del primario. Rispetto a trasformatori sono più piccoli, hanno un rendimento maggiore e spesso permettono la regolazione della tensione di secondario (quando la presa centrale è mobile) ma la mancanza di isolamento tra primario e secondario ne limita l'uso a casi particolari. |
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| I **trasformatori di isolamento** hanno rapporto di trasformazione unitario e sono usati per disaccoppiare un carico dalla sorgente di energia elettrica per motivi di sicurezza. In caso di guasto a terra di un apparecchio alimentato dal secondario non può circolare corrente perché il secondario non è collegato a terra. | I **trasformatori di isolamento** hanno rapporto di trasformazione unitario e sono usati per disaccoppiare un carico dalla sorgente di energia elettrica per motivi di sicurezza. Infatti in caso di guasto a terra di un apparecchio alimentato dal secondario non può circolare corrente perché il secondario non è collegato a terra. |
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| I **trasformatori di misura** sono piccoli trasformatori usati per misurare tensioni (TV) e correnti (TA) molto elevate con strumenti normali. Funzionando a vuoto (lo strumento praticamente non assorbe potenza) e conoscendo il rapporto di trasformazione è possibile risalire al valore elevato di tensione o corrente misurandone uno più basso e moltiplicandolo per K<sub>0</sub>. | I **trasformatori di misura** sono piccoli trasformatori usati per misurare tensioni (TV) o correnti (TA) molto elevate con strumenti normali. Funzionando a vuoto (lo strumento praticamente non assorbe potenza) e conoscendo il rapporto di trasformazione è possibile risalire al valore elevato di tensione o corrente misurandone uno più basso e moltiplicandolo per K<sub>0</sub>. |
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