MACCHINE ELETTRICHE: generalità + trasformatore - Vfioraso.it

IL TRASFORMATORE(invenzione avvenuta alla fine del 1800)Il trasformatore è una macchina statica la cui funzione è quella di modificare ilvalore della tensione V e della corrente I.Esso reca due avvolgimenti, il primario N 1 spire che riceve l’energia elettrica ed ilsecondario N 2 spire a cui si collega il carico.

Il trasformatore ideale è una macchina senza perdite dove la potenza apparentealternata (S 1 =V x 1 I 1 ) fornita al primario è totalmente trasferita al secondario(S 2 =V x 2 I 2 )Potenza attiva P=V R *I=V*I*cosα [W]Potenza reattiva Q=V X *I=V*I*senα [VAR]Potenza apparente S=V*I=V*I*(sen 2 α+cos 2 α) 0,5 [VA]Si considera che tutto il flusso magnetico del primario sia uguale a quello delsecondario. Il trasformatore non può funzionare con tensione continua perché ilflusso concatenato con gli avvolgimenti sarebbe costante e non vi sarebbero forzeelettromotrici indotte né al primario né al secondario.S 1 =V 1 *I 1 = S 2 =V 2 *I 2 K= V 1 /V 2 = I 2 /I 1 = N 1 /N 2 RAPPORTO DI TRASFORMAZIONE

Il trasformatore è una macchina reversibile per cui l’avvolgimento primario per unaapplicazione può diventare il secondario per un’altra.La necessità di dover trasformare la tensione si presenta nel trasporto edistribuzione dell’energia elettrica a elevate distanze dal luogo di generazione aquello di utenza.Bisogna minimizzare la potenza dispersa P d = R*I 2 nel trasporto di energiaelettrica.Occorre rendere più piccola possibile la corrente I che scorre nei conduttori dellalinea di trasmissione mantenendo una certa potenza elettrica apparente P=V*IEsempio. Dati partenza: rame=0,0173[ *mm 2 /m] L=300 [Km] = 300.000 [m]filo= 3[cm]= 30[mm] . Dobbiamo trasportare 300 [MW]Soluz. : Sez.= *15 2 =706,5 [mm 2 ] R= *L/S =0,0173*300.000/706,5= 7,3 [ ]P=V*I I= 300.000.000/300.000=1.000[A] P d = R*I 2 = 7,3*1000 2 = 7,3 [MW]trasporto= P arrivata /P generata= 300-7,3/300= 97,5%Il 2,5% è la potenza persa per il trasporto dell’energia (accettabile)