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unita_1_2 [2015/11/15 17:13] – [3 Proprietà magnetiche] admin | unita_1_2 [2016/03/26 14:33] – admin | ||
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Linea 1: | Linea 1: | ||
- | ====== Unità | + | ====== Unità |
**Premessa: | **Premessa: | ||
Linea 12: | Linea 12: | ||
La **resistività ρ** indica se un materiale è un buon conduttore o un buon isolante e si esprime in [Ωm] (o [Ωmm²/ | La **resistività ρ** indica se un materiale è un buon conduttore o un buon isolante e si esprime in [Ωm] (o [Ωmm²/ | ||
- | La resistività dipende dalla temperatura attraverso il **coefficiente di temperatura α**, espresso in [1/°C]. Vale la relazione: | + | La resistività dipende dalla temperatura attraverso il **coefficiente di temperatura α**, espresso in [°C< |
- | $$rho_T = rho (1+alpha T)$$ | + | `rho_T = rho (1+alpha T)` |
dove ρ è la resistività alla temperatura di 20 °C e T la temperatura. La //tabella 1// riporta i valori di queste due grandezze per alcuni materiali conduttori; la //tabella 2// per alcuni isolanti((si noti la differenza enorme - 21 ordini di grandezza - tra il valore di resistività di un buon conduttore e un buon isolante)). | dove ρ è la resistività alla temperatura di 20 °C e T la temperatura. La //tabella 1// riporta i valori di queste due grandezze per alcuni materiali conduttori; la //tabella 2// per alcuni isolanti((si noti la differenza enorme - 21 ordini di grandezza - tra il valore di resistività di un buon conduttore e un buon isolante)). | ||
- | Un' | + | Una grandezza |
- | $$epsilon_r = epsilon / epsilon_0 [F/m]$$ | + | `epsilon_r = epsilon / epsilon_0 [F/m]` |
dove ε< | dove ε< | ||
- | Infine una grandezza importante, sempre riferita agli isolanti, è la **rigidità dielettrica K< | + | Un' |
===== 3 Proprietà magnetiche ===== | ===== 3 Proprietà magnetiche ===== | ||
Linea 30: | Linea 30: | ||
Le grandezze principali del magnetismo sono legate tra loro dalla relazione: | Le grandezze principali del magnetismo sono legate tra loro dalla relazione: | ||
- | $$B = mu H$$ | + | `B = mu H` |
dove: | dove: | ||
* B è il **vettore induzione magnetica**, | * B è il **vettore induzione magnetica**, | ||
* H è il **vettore campo magnetico**, | * H è il **vettore campo magnetico**, | ||
- | * μ è la **permeabilità magnetica** del materiale dove sono presenti le due grandezze vettoriali | + | * μ è la **permeabilità magnetica** del materiale dove sono presenti le due grandezze vettoriali, espressa in [H/m] |
Si può dire che B è l' | Si può dire che B è l' | ||
- | $$mu_r = mu/ mu_0$$ | + | `mu_r = mu/ mu_0` |
dove μ< | dove μ< | ||
* materiali **paramagentici** e **diamagnetici**, | * materiali **paramagentici** e **diamagnetici**, | ||
- | * materiali **ferromagnetici**, | + | * materiali **ferromagnetici**, |
+ | I materiali ferromagnetici sono pochi - ferro, cobalto e nichel sono i principali - e presentano alcuni difetti: | ||
+ | * la loro permeabilità non è costante | ||
+ | * presentano il fenomeno dell' | ||
+ | * sono sede di perdite, cioè potenza dissipata in calore, se il campo magnetico cambia nel tempo | ||
+ | |||
+ | La //figura 4// mostra il comportamento non lineare dei materiali ferromagnetici: | ||
+ | * una per il materiale completamente smagnetizzato, | ||
+ | * una per H crescente | ||
+ | * una per H decrescente((Si noti che per questi materiali è presente un valore di induzione residua B< | ||
+ | |||
+ | Le perdite che si verificano nei materiali ferromagnetici sottoposti a campi variabili nel tempo sono dovute a due diversi fenomeni: | ||
+ | * perdite per isteresi, proporzionali all' | ||
+ | * perdite per correnti parassite, dovute alla circolazione di correnti indotte dalle variazioni di campo magnetico nel materiale | ||
+ | |||
+ | Questi fenomeni sono ineliminabili ma possono essere ridotti scegliendo materiali con un ciclo di isteresi " | ||
+ | |||
+ | ===== 4 Materiali conduttori e superconduttori ===== | ||
+ | |||
+ | I conduttori sono utilizzati per realizzare le parti attive di: | ||
+ | * impianti, per il trasporto dell' | ||
+ | * apparecchi elettrici, per collegamenti, | ||
+ | * apparecchi elettronici, | ||
+ | |||
+ | I materiali conduttori più utilizzati sono: | ||
+ | * l' | ||
+ | * nel trasporto dell' | ||
+ | * nella gabbia dei motori asincroni | ||
+ | * nei condensatori | ||
+ | * il **rame**, per tutto il resto, per: | ||
+ | * la bassa resistività | ||
+ | * il basso costo | ||
+ | * la facilità di lavorazione e saldabilità | ||
+ | |||
+ | Il rame per uso elettrico è ottenuto con tecniche di raffinazione per ottenere un grado di purezza particolarmente elevato. Quello usato nei terminali dei dispositivi elettronici è spesso stagnato per evitare l' | ||
+ | |||
+ | Tra gli altri metalli vengono usati: | ||
+ | * l' | ||
+ | * l'oro per ricoprire contatti perché resistente alla corrosione | ||
+ | * lo stagno, il palladio, il nichel-cromo nei resistori a film | ||
+ | * il tungsteno nei filamenti delle lampadine | ||
+ | * il tantalio per i condensatori elettrolitici | ||
+ | |||
+ | Nei resistori a film si usano anche conduttori non metallici come il carbone e la grafite. | ||
+ | |||
+ | ===== 5 Materiali isolanti ===== | ||
+ | |||
+ | I materiali **isolanti** impediscono il passaggio della corrente isolando tra loro le parti attive. Nelle applicazioni elettriche ed elettroniche sono indispensabili quanto i conduttori. Presentano una resistività elevatissima - ma non nulla, specie quella superficiale - e una serie di caratteristiche che peggiorano nel tempo per l'// | ||
+ | * elettriche (campo elettrico) | ||
+ | * ambientali (esposizione alla luce e agenti chimici) | ||
+ | * termiche | ||
+ | |||
+ | Il risultato è una progressiva degradazione del materiale, anche in condizioni di normale utilizzo((la perdita di isolamento può essere molto rapida in caso di forti sollecitazioni)). La temperatura è un fattore particolarmente importante - una sovratemperatura di soli 5-10°C dimezza la vita di un isolante - per cui gli isolanti vengono classificati in base alla loro //classe di isolamento//, | ||
+ | |||
+ | Tra i materiali isolanti ricordiamo: | ||
+ | * i **materiali ceramici**, usati negli isolatori, nei condensatori e negli integrati, che oltre ad avere ottime caratteristiche elettriche sono facilmente lavorabili e resistono ad alte temperature e agli agenti atmosferici | ||
+ | * gli **oli** sintetici, usati come isolanti e refrigeranti nei trasformatori | ||
+ | * le **miche**, di derivazione minerale, usate nei condensatori | ||
+ | * le **resine termoplastiche e termoindurenti** (plastica), usate nei condensatori, | ||
+ | * gli **elastomeri** (gomma), un altro tipo di materie plastiche con maggiore elasticità | ||
+ | * il **vetro**, usato negli isolatori oltre che nei bulbi delle lampadine e nei fusibili | ||
+ | |||
+ | ===== 6 Materiali magnetici ===== | ||
+ | |||
+ | I materiali magnetici presentano una permeabilità magnetica elevata. Alcuni di questi materiali sono // | ||
+ | * teneri (o dolci), che hanno un ciclo di isteresi stretta e possono essere magnetizzati e smagnetizzati facilmente | ||
+ | * duri, con un ciclo di isteresi più largo, adatti alla realizzazione di magneti permanenti | ||
+ | |||
+ | I materiali più utilizzati sono: | ||
+ | * il ferro e il cobalto, utilizzati puri o in lega per la loro alta permeabilità | ||
+ | * il nichel, usato in lega, per le basse perdite per isteresi | ||
+ | * l' | ||
+ | * le leghe ferro-silicio, | ||
+ | * le ferriti, materiali ceramici a base di ossidi ferrosi usati in alta frequenza, con perdite particolarmente basse | ||
===== Navigazione ===== | ===== Navigazione ===== | ||
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unita_1_2.txt · Ultima modifica: 2020/07/03 15:59 da 127.0.0.1