Introduzione alle Macchine Elettriche
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Questions and Answers

In una macchina a corrente continua con 4 poli, come sono disposti i poli magnetici?

  • I poli magnetici sono disposti in modo casuale.
  • Solo i poli nord sono alternati, mentre quelli sud sono consecutivi.
  • I poli magnetici sono disposti con polarità alternata. (correct)
  • I poli magnetici sono disposti con la stessa polarità.

Quale affermazione descrive correttamente la relazione tra il campo magnetico e l'asse neutro in una macchina elettrica?

  • Il campo magnetico è invertito in corrispondenza dell'asse neutro.
  • L'asse neutro non ha alcuna relazione con il campo magnetico.
  • Il campo magnetico è massimo in corrispondenza dell'asse neutro.
  • Il campo magnetico è nullo in corrispondenza dell'asse neutro. (correct)

Nella legge della circuitazione magnetica, cosa rappresenta il termine 2 * Ne * Ie?

  • La riluttanza totale del circuito magnetico.
  • La forza magnetomotrice totale generata dalle spire. (correct)
  • La lunghezza del traferro.
  • La densità di flusso magnetico nel ferro.

Cosa si intende con il termine 'traferro' in una macchina elettrica?

<p>Lo spazio d'aria tra statore e rotore. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è l'effetto di trascurare la saturazione magnetica nel ferro durante l'analisi di una macchina elettrica?

<p>Si può considerare la riluttanza nel ferro trascurabile. (B)</p> Signup and view all the answers

In una macchina elettrica, se la parte ferromagnetica ha una riluttanza trascurabile, come si semplifica la formula per il campo magnetico nel traferro (Ht)?

<p>$Ht = Ne * Ie / l_t$ (A)</p> Signup and view all the answers

Come varia l'induzione magnetica (Bt) sotto le espansioni polari nel rotore, assumendo un traferro costante?

<p>Bt è costante sotto le espansioni polari e cambia di segno ad ogni cambio di polo. (B)</p> Signup and view all the answers

Nella formula $Bt = mu_0 * Ne * Ie / l_t$, cosa rappresenta $mu_0$?

<p>La permeabilità magnetica del vuoto. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual la funzione principale di una macchina a corrente continua?

<p>Convertire energia elettrica in energia meccanica o viceversa. (A)</p> Signup and view all the answers

In quale ambito meno comune l'uso di una macchina a corrente continua come generatore?

<p>Produzione di energia in centrali idroelettriche. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale applicazione meno adatta ai motori a corrente continua?

<p>Illuminazione residenziale e urbana. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale tipo di macchina a corrente continua pu operare anche con alimentazione in corrente alternata monofase?

<p>Motore universale. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale componente essenziale per la creazione di un campo magnetico stazionario in una macchina a corrente continua?

<p>Lo statore con l'avvolgimento di campo. (C)</p> Signup and view all the answers

Come viene indicato il flusso magnetico utile in una macchina a corrente continua?

<p>$\Phi_u$ (C)</p> Signup and view all the answers

Quale tra le seguenti affermazioni descrive meglio il ruolo del giogo in una macchina a corrente continua?

<p>il percorso preferenziale per il flusso magnetico. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale approccio alternativo pu essere utilizzato per creare il flusso magnetico nelle macchine a corrente continua, specialmente a potenze ridotte?

<p>Utilizzare magneti permanenti. (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il passo polare in una macchina a corrente continua?

<p>L'estensione angolare di una polarit magnetica dell'induttore. (C)</p> Signup and view all the answers

Come si calcola il passo polare $\tau_p$ conoscendo il numero di poli $N_p$?

<p>$\tau_p = 2\pi / N_p$ (C)</p> Signup and view all the answers

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Flashcards

Macchina a corrente continua

Una macchina elettrica che converte l'energia elettrica in corrente continua in energia meccanica (funzionamento da motore) o viceversa (funzionamento da generatore).

Utilizzo corrente continua

La macchina a corrente continua è più spesso utilizzata come motore, ad esempio per la trazione elettrica (tram, metro, locomotive, filobus) e la regolazione di velocità delle macchine utensili.

Campo magnetico stazionario

Il funzionamento della macchina a corrente continua dipende dalla creazione di un campo magnetico stazionario.

Circuito magnetico

Il circuito magnetico della macchina a corrente continua è composto da diversi elementi, come il giogo di statore, i poli e il rotore.

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Flusso magnetico

Il flusso magnetico può essere creato da avvolgimenti di campo (elettromagneti) o da magneti permanenti per piccole potenze.

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Numero di poli

Il numero di poli nella macchina a corrente continua è sempre pari e può variare da 2 a qualche decina, a seconda della coppia richiesta.

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Passo polare

Il passo polare indica l'estensione angolare di una polarità magnetica dell'induttore.

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Rotore e statore

La macchina a corrente continua prevede un rotore e uno statore, con il rotore che ruota all'interno del campo magnetico dello statore.

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Collettore

Il collettore è un componente chiave nella macchina a corrente continua, composto da lamelle di rame isolate che collegano le bobine del rotore al circuito esterno.

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Commutazione

La commutazione è il processo di inversione del flusso di corrente nelle bobine del rotore, necessario per mantenere la rotazione del rotore nella stessa direzione.

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Legge della circuitazione magnetica

La legge della circuitazione magnetica afferma che la circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è uguale alla corrente elettrica totale che attraversa la superficie delimitata dalla linea.

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Traferro

Il traferro è lo spazio vuoto tra lo statore e il rotore di una macchina elettrica. In questo spazio il flusso magnetico si diffonde, creando un campo magnetico.

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Permeabilità magnetica

La permeabilità magnetica è una proprietà del materiale che descrive la sua capacità di condurre il flusso magnetico. Un materiale ferromagnetico ha un'elevata permeabilità magnetica, mentre l'aria ha una permeabilità magnetica bassa.

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Induzione magnetica

L'induzione magnetica è la misura della forza del campo magnetico in un punto. È rappresentata dal simbolo B e si misura in Tesla (T).

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Asse neutro

L'asse neutro è la linea che divide il campo magnetico prodotto da due poli magnetici adiacenti. In questo punto, il campo magnetico è nullo.

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Magneti permanenti

I magneti permanenti sono materiali che hanno una magnetizzazione permanente, creando un campo magnetico anche in assenza di corrente elettrica.

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Densità di flusso magnetico

La densità di flusso magnetico è la concentrazione del flusso magnetico in un'area specifica.

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Study Notes

Introduzione alle Macchine Elettriche

  • Le macchine elettriche convertono energia elettrica in meccanica, o viceversa.
  • Le macchine a corrente continua sono dispositivi che trasformano energia elettrica continua in meccanica (motore) o viceversa (generatore).

Indice

  • Generalità: Definizione e tipi di utilizzo delle macchine a corrente continua.
  • Principio di funzionamento: Descrizione del funzionamento basato sulle leggi di Lorenz e sulle interazioni campo magnetico-corrente.
  • Calcolo di coppia e f.e.m.: Formule per il calcolo della coppia e della forza elettromotrice indotta.
  • Circuito equivalente: Modellazione elettrica semplificata del rotore e dei circuiti di eccitazione.
  • Caratteristiche elettromeccaniche: Relazioni tra parametri elettrici e meccanici. (eccitazione separata, eccitazione serie)
  • Perdite e rendimento: Analisi delle perdite e calcolo del rendimento.
  • La commutazione: Meccanismo per invertire la corrente nella spira rotante, ottenendo un funzionamento continuo.

Funzionamento della Macchina a Corrente Continua

  • Il funzionamento prevede un campo magnetico stazionario.
  • Si generano forze meccaniche su conduttori percorsi da corrente, immersi nel campo magnetico.
  • L'interazione campo magnetico-corrente crea forze meccaniche.
  • Si produce una f.e.m. (forza elettromotrice) mozionale nei conduttori in movimento.
  • Descrizione del principio di funzionamento elementare, con una spira rotante.
  • Sezione non considerando il campo creato dalla corrente Ita con traferro costante, formula per le forze meccaniche (Lorentz).
  • La spira ruota per l'azione della coppia meccanica (in senso anti-orario).
  • Caratteristiche del moto rotatorio e inversione.
  • L'asse neutro ha un campo nullo e produce una forza nulla.
  • La coppia si inverte, la spira gira in senso orario, il flusso magnetico si inverte.
  • Formula per il calcolo della coppia totale.
  • Andamento alternato della coppia agente sulla spira.
  • Un valore medio nullo sul giro completo.
  • Come risolvere il problema dell'inverso della corrente dopo il passaggio dell'asse neutro, necessità di un commutatore.
  • La spiegazione sulla commutazione della corrente e di come l'impulso rimane sempre unidirezionale.
  • L'andamento raddrizzato della coppia agente sulla spira.
  • Vedere il valor medio non nullo sul giro completo.
  • La f.e.m è unipolare ai capi delle spazzole.

Circuito equivalente

  • Descrizione dei circuiti della macchina a corrente continua (rotore, e dei circuiti dell'avvolgimento di eccitazione).
  • Funzionamento a regime e trascurazione delle cadute di tensione sulle spazzole.
  • Considerazioni su induttanza di armatura e resistenza di armatura.
  • Modello equivalente per l'avvolgimento di eccitazione.

Caratteristiche elettromeccaniche

  • Relazione tra forza elettromotrice (f.e.m.) e corrente, polarità.
  • Relazione tra coppia e corrente, polarità.
  • Conversione elettromeccanica dell'energia nella macchina a corrente continua.

Calcolo di coppia e f.e.m.

  • Valori di f.e.m e coppia calcolate in condizioni di linearità magnetica
  • Effetto delle cave di rotore.
  • Effetto della reazione d'indotto.
  • Campo magnetico risultante nella macchina a corrente continua (sovrapposizione degli effetti)
  • Induzioni magnetiche medie.
  • Reazione di indotto e come influisce sull'andamento.
  • Flusso magnetico utile.
  • Caso generale di una macchina con p coppie polari e un indotto con a coppie di vie interne di corrente.

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Questo quiz esplora le macchine elettriche, in particolare quelle a corrente continua. Scoprirai i principi di funzionamento, il calcolo della coppia e della forza elettromotrice, e le caratteristiche elettromeccaniche. Metti alla prova le tue conoscenze sulle applicazioni e sui principi che governano queste macchine fondamentali.

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