Categoria: elettrotecnica

Voltmetro magnetoelettrico da quadro Giovanni Hensemberger, matr. N° 80632.
Non è rintracciabile negli inventari dell`epoca forse per la loro genericità descrittiva. I particolari costruttivi e il numero di matricola indicherebbero una data di costruzione anteriore al 1910. Dalla consultazione degli inventari comunque risulta che l`Istituto fin dagli anni Venti del Novecento acquistava strumenti e materiale elettrico dalla Hensemberger come ad esempio gli accumulatori elettrici (inventario generale n° 6 del 1925, pag. 25).
Nel quadrante si leggono: il numero di matricola, il nome del costruttore e il luogo sul quale era sita la fabbrica: “Monza – Milano”.
Lo strumento misura fino a 180 V in corrente continua e sul coperchio campeggia la scritta “VOLTS”. I due morsetti sono posti sul retro.
Lo strumento è a bobina mobile immersa nel campo di un magnete permanente e va usato in posizione verticale.
Sottoposto a prove tecniche dall`ing. C. Profumieri è risultato perfettamente funzionante.
In una delle foto si può vedere la resistenza addizionale, posta in serie alla bobina mobile, del valore di 10.000 Ω marca Microfarad.
Giovanni Hensemberger (1848 – 1914) fu un industriale tedesco che nel 1875 impiantò a Sestri Ponente una fabbrica specializzata nella costruzione di telai meccanici. Nel 1880 fondò a Milano la Società Anonima Giovanni Hensenberger specializzata in materiali elettrici.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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Il voltmetro elettrodinamico in C.C. e C.A. Allocchio Bacchini & C., matr. N° 40380, è stato donato nel gennaio del 2016 dal P.I. Sig. Guido Barbieri di Modena, tramite Fabio Panfili e Stefano Luzi, e va ad arricchire la collezione del Montani.
L’anno riportato sul foglio di collaudo è il 1937.
L’ing. Claudio Profumieri, oltre a curarne con la consueta perizia l’aspetto, lo ha sottoposto a prove tecniche osservandone l’ottimo funzionamento e la precisione delle misure ottenute.

Sui tre morsetti posti in alto si leggono da sinistra verso destra: “60; 30; ±”; si noti come in questi tipi di strumenti le portate sono l’una il doppio dell’altra.

   Il quadrante reca le seguenti scritte: in alto al centro  “VOLTMETRO ELETTRODINAMICO”; a sinistra in basso “ALLOCCHIO BACCHINI & C. Milano”; a destra in basso “N° 40380”.
La scala va da 0 a 30 divisioni fondo scala ed è grosso modo di tipo quadratico, ma sempre ottenuta per confronto con uno strumento campione.


Sotto il quadrante c’è il logo della ditta e ancor più sotto si trova la vite per l’azzeramento dell`ago con la scritta: “MESSA A ZERO”.

Nel foglio che si trova all’interno del coperchio si legge:  «ALLOCCHIO BACCHINI & C. VOLTMETRO ELETTRODINAMICO N° 40380. INDUTTANZA A MEZZA SCALA 0,092 Henry. INDUTTANZA IN FONDO SCALA 0,096 Henry, RESISTENZA SULLA PORTATA DI 30 Volt. 390 Ohm. RESISTENZA SULLA PORTATA DI 60 Volt. 780 Ohm. TEMPERATURA DI TARATURA 27 °C. CORREZIONI PER LA TEMPERATURA PORTATA 30 VOLT VOLT = LETTURA (1 + 0,00026 ( T ─ 27)) PORTATA 60 VOLT VOLT = LETTURA ( 1 + 0,00004 ( T ─ 27) ) CORREZIONI PER LA FREQUENZA PORTATA 30 VOLT VOLT = LETTURA √( 1 + 0,00000238 f ²) PORTATA 60 VOLT VOLT = LETTURA √( 1 + 0,0000006 f ²)
IL COLLAUDATORE: FONTANELLA. Milano, 9 – luglio – 1937 / XV».

   Si noti l’accuratezza dei dati sulle resistenze, poiché ci si aspetterebbe un valore doppio del precedente come la relativa portata. Inoltre, a differenza dell’esemplare, matr. N° 20932 nel quale le portate sono ben più grandi e le resistenze addizionali sono anch’esse molto più grandi, in questo caso il collaudatore scrive le correzioni da fare in funzione della temperatura ambiente e della frequenza, come è ben spiegato nel testo citato in bibliografia. Nei voltmetri elettrodinamici la bobina fissa e la bobina mobile vengono collegate in serie fra loro, come nei corrispondenti amperometri di portata dell’ordine dei milliampere.

   Lo schema tipo è riportato in figura 1-730. La bobina fissa con resistenza R_f e la bobina mobile con resistenza R_m risultano collegate in serie tra loro e con una resistenza addizionale di manganina R. Questa deve essere sufficientemente elevata per rendere trascurabili le variazioni delle altre due che avvengono per variazioni di temperatura; onde ottenere una migliore attendibilità nelle misure in condizioni diverse. Quando il voltmetro viene usato in C. A. si manifesta l’induttanza complessiva del circuito voltmetrico e, al fine di rendere le indicazioni indipendenti entro certi limiti dalla frequenza, occorre che la reattanza induttiva sia trascurabile e dunque la resistenza addizionale R deve essere del tipo antiinduttivo e di nuovo il suo valore deve essere sufficientemente elevato da rendere la reattanza delle due bobine trascurabile. Le bobine a loro volta devono essere avvolte in aria per avere piccole induttanze. Queste particolarità costruttive permettono di avere la scala invariata sia per tensioni continue sia per tensioni alternate. Però queste necessità costruttive impediscono di avere voltmetri elettrodinamici di portata inferiore ad un dato limite; inoltre, come in questo caso di portate relativamente piccole, bisogna ricorrere alle correzioni di cui sopra.
Gli amperometri e i voltmetri elettrodinamici erano all’epoca gli strumenti più pregiati per le misure in C.A., mentre per le misure in C.C. venivano preferiti quelli magnetoelettrici. Essi derivano direttamente dagli elettrodinamometri che discendono dai più antichi galvanometri magnetoelettrici dopo aver eliminato il magnete sostituendolo con una bobina fissa percorsa da una corrente I_f.

Si osservi in proposito la figura 1-534 che rappresenta un elettrodinamometro più sofisticato, nel quale la bobina fissa è sdoppiata in due collegate in serie fra loro e nel loro campo magnetico è sospesa la bobina mobile. Nel nostro esemplare la bobina fissa è imperniata secondo il metodo Weston e la coppia C_m, generata dall’interazione del campo magnetico prodotto dalla corrente nella bobina fissa con quello prodotto dalla corrente I_m nella bobina mobile, viene contrastato dalla coppia antagonista delle due molle a spirale piana poste sul semiasse superiore vicino all’ago, fino a raggiungere l’equilibrio. Queste molle servono anche per alimentare la bobina mobile, ma limiterebbero il valore della corrente se non si ricorresse ad opportuni accorgimenti. La coppia C_m è proporzionale al prodotto fra i valori efficaci delle due correnti I_f e I_m. Siccome le due correnti, pur invertendosi di segno in regime di C.A., sono in fase (anche grazie ad opportuni accorgimenti costruttivi) da qui discende la loro capacità di funzionare in questo regime. Negli strumenti più comuni, come pensiamo sia questo, le due portate si ottengono suddividendo la resistenza addizionale in due sezioni mediante altrettanti morsetti di derivazione distinti, nel nostro caso due più quello comune col simbolo ±. Questa costruzione è la più semplice, ma gli errori per la portata minore risultano più elevati.

Bibliografia.
Per approfondire sia gli aspetti degli elettrodinamometri sia quelli dei voltmetri elettrodinamici si consiglia vivamente il testo:  L. Olivieri ed E. Ravelli, Elettrotecnica Misure elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962 da cui sono tratte le figure 1-730, 1-731 e 1-534; gli elettrodinamometri sono a pag. 111 e segg.; i voltmetri elettrodinamici sono da pag. 156 a pag. 159.
Un sentito ringraziamento va al Sig. Guido Barbieri che, pur non essendo un ex allievo, ha voluto donare molti pregevoli strumenti al Montani.
   Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
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 Voltmetro da quadro Siemens & Halske, matr. N° 272595.  Non rinvenibile negli inventari dell`epoca. Risale probabilmente ai primi anni del Novecento.
Nell`inventario D del 1933/1937 al n° 40 si legge:  “Voltometro da quadro – Siemens – elettromagnetico – 260 V – N° 229380 – 272595 – su mensola. Quantità 2. ₤ 200. Prima destinazione (laboratorio misure elettriche)”. Abbiamo notato che tutti gli strumenti da quadro già esistenti, in questo inventario vengono valutati ₤ 100, indipendentemente dalle loro caratteristiche; ciò può significare che l`estensore non ne conoscesse il valore all`atto della registrazione e che fossero molto più antichi. Inoltre la presenza del dischetto in alto a sinistra sul legno della mensola (dove si legge: “V 8”) era tipica di oggetti risalenti agli anni Dieci – Venti del Novecento.
Il numero di matricola di questo voltmetro è per ora il terzo più piccolo in valore tra quelli degli strumenti da quadro di questa ditta che fanno parte della collezione del Montani.
Nell`inventario generale del 1923 al N° 53/690 si legge: “Siemens. Voltometri elettromagnetici corrente alternata 0 – 250 e 0 – 260 Volt e con attacchi posteriori N° 2 ₤ 190”.
I due rinvenuti  hanno sia la portata sia la capacità di misurare in C. A., inoltre sono elettromagnetici a ferro mobile.
Se il voltmetro fosse del tipo elettromagnetico con bobina mobile immersa nel campo di un magnete permanente, non potrebbe funzionare in C.A. senza un raddrizzatore.
A meno che l’estensore dell’inventario non intendesse genericamente riferirsi ad uno strumento a ferro mobile.
Si nota comunque l’assenza della bobina mobile sotto il perno dell’ago, come si osserva negli strumenti a ferro mobile.
I quattro voltmetri da quadro Siemens & Halske che ci sono pervenuti, aventi sia la portata di 260 V sia la capacità di misurare in C. A., sono elettromagnetici a ferro mobile. Infatti l`aspetto della scala, ricavata empiricamente, è tipico degli strumenti a ferro mobile.

Questo esemplare differisce dagli altri per la presenza della resistenza addizionale posta sul retro, sulla quale si trova un`etichetta di carta con la scritta:  “5400 Ω   0,07 ψ  [ ψ ? o φ ? N. d. R. ]”.
Al centro del quadrante vi sono: la scritta “VOLT” e il logo della ditta; più in basso la scala, il simbolo di C.A. e il numero di matricola.
Gli strumenti a ferro mobile, pur non essendo precisi, sono molto robusti, adatti pertanto per i quadri.
Nella sezione Elettrotecnica si trova l`altro voltmetro citato nell`inventario del 1933/1937;  per consultarne la scheda scrivere “229380” su Cerca .
L`ing. C. Profumieri ha eseguito un lieve restauro dello strumento.
Bibliografia:
L. Olivieri e E. Ravelli, Elettrotecnica – Misure Elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962, pp. 133 – 135 .
J. H. Fewkes and J. Yarwood, Electricity, Magnetism, and Atomic Physics, Vol. I, University Tutorial Press LTD near Cambridge, London 1956, pp. 87 – 89.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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Il voltmetro elettrodinamico Allocchio Bacchini & C. matr. N° 20932, è stato donato nel gennaio del 2016 dal P.I. Sig. Guido Barbieri di Modena, tramite Fabio Panfili e Stefano Luzi, e va ad arricchire la collezione del Montani. Seconda parte.
La data riportata sul foglio di collaudo è il 1934 .
L`ing. Claudio Profumieri, oltre a curarne con la consueta perizia l`aspetto, lo ha sottoposto a prove tecniche osservandone l`ottimo funzionamento e la precisione delle misure ottenute.
Gli amperometri e i voltmetri elettrodinamici erano all`epoca gli strumenti più pregiati per le misure in C.A., mentre per le misure in C.C. venivano preferiti quelli magnetoelettrici.
Essi derivano direttamente dagli elettrodinamometri (scrivere: “Elettrodinamometro” su Cerca) che discendono dai più antichi galvanometri magnetoelettrici dopo aver eliminato il magnete sostituendolo con una bobina fissa percorsa da una corrente I_f. La coppia C_m generata dall`interazione del campo magnetico, prodotto dalla corrente nella bobina fissa con quello prodotto dalla corrente I<sub>m</sub> nella bobina mobile, viene contrastato dalla coppia antagonista delle due molle a spirale piana poste sul semiasse superiore vicino all`ago, fino a raggiungere l`equilibrio. Queste molle servono anche per alimentare la bobina mobile, ma limiterebbero il valore della corrente se non si ricorresse ad opportuni accorgimenti.
La coppia C<sub>m</sub> è proporzionale al prodotto fra i valori efficaci delle due correnti I<sub>f</sub> e I<sub>m</sub>.
Siccome le due correnti, pur invertendosi di segno in regime di C.A., sono in fase (anche grazie ad opportuni accorgimenti costruttivi) da qui discende la loro capacità di funzionare in questo regime. Proseguiamo a questo punto nell`illustrazione di questi tipi di voltmetri iniziata nella prima parte seguendo il testo citato in bibliografia.
Negli strumenti più comuni, come pensiamo sia questo, le varie portate si ottengono suddividendo la resistenza addizionale in tante sezioni mediante altrettanti morsetti di derivazione distinti, nel nostro caso tre più quello comune col simbolo ± (A nella figura 1-733). Questa costruzione è la più semplice, ma gli errori per la portata minore risultano più elevati per quanto si è detto nella prima parte: essa perciò è scelta solo per portate superiori ad un certo limite. Infatti un altro voltmetro elettrodinamico della stessa ditta, sempre donato al Montani dal Sig. Barbieri, ha come portata minima 30 V e l`esecuzione della misura non è immediata ma ha bisogno di opportune correzioni.
Per consultare  la prima parte scrivere “20932”; per le schede relative all`altro esemplare,  scrivere: “40380”.
Per approfondire sia gli aspetti degli elettrodinamometri sia quelli dei voltmetri elettrodinamici si consiglia vivamente il testo:  L. Olivieri ed E. Ravelli, Elettrotecnica Misure elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962 da cui è tratta la figura 1-733; gli elettrodinamometri sono descritti da pag. 111 a pag. 115; i voltmetri elettrodinamici sono descritti da pag. 156 a pag. 159.
Un sentito ringraziamento al Sig. Guido Barbieri che, pur non essendo un ex allievo, ha voluto donare molti pregevoli strumenti al Montani. Il suo desiderio è che i visitatori, specialmente i giovani, possano apprezzare il significato e il fascino di questi oggetti.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
Per ingrandire le immagini cliccare su di esse col tasto destro del mouse e scegliere tra le opzioni.

 

 

 

 

 

 

Il voltmetro elettrodinamico in C.C. e C.A. Allocchio Bacchini & C., matr. N°20932 , è stato donato nel gennaio del 2016 dal P.I. Sig. Guido Barbieri di Modena, tramite Fabio Panfili e Stefano Luzi, e va ad arricchire la collezione del Montani. Prima parte.
L`anno riportato sul foglio di collaudo è il 1934 .
L`ing. Claudio Profumieri, oltre a curarne con la consueta perizia l`aspetto lo ha sottoposto a prove tecniche osservandone l`ottimo funzionamento e la precisione delle misure ottenute. Sui quattro morsetti posti in alto si leggono da sinistra verso destra: “600; 300; 150; ±”; si noti come in questi tipi di strumenti le portate sono l`una il doppio della precedente.
Il quadrante reca le seguenti scritte: in alto al centro “VOLTMETRO ELETTRODINAMICO”; a sinistra in basso “ALLOCCHIO BACCHINI & C. Milano”; a destra in basso “N° 20932”.
La scala va da 0 a 300 div. f. s. ed è grosso modo di tipo quadratico, ma sempre ottenuta per confronto con uno strumento campione come verrà accennato nella seconda parte.
Sotto il quadrante c`è il logo della ditta e ancor più sotto si trova la vite per l`azzeramento dell`ago con la scritta: “MESSA A ZERO”.
Nel foglio che si trova all`interno del coperchio si legge:  «ALLOCCHIO BACCHINI & C. VOLTMETRO ELETTRODINAMICO N° 20932. INDUTTANZA A MEZZA SCALA 0,37 Henry. INDUTTANZA IN FONDO SCALA 0,28 Henry, RESISTENZA SULLA PORTATA DI 150 Volt. 3064 Ohm. RESISTENZA SULLA PORTATA DI 300 Volt. 6126 Ohm. RESISTENZA SULLA PORTATA DI 600 Volt. 12258 Ohm. TEMP. 16 °C. IL COLLAUDATORE:
FONTANELLA B. [il nome è illeggibile, forse “Bruno” N. d. R.]. Milano, 22 – 2 – 934 / XII».
Si noti l`accuratezza dei dati sulle tre resistenze, poiché ci si aspetterebbe un valore doppio del precedente come la relativa portata.
Nei voltmetri elettrodinamici la bobina fissa e la bobina mobile vengono collegate in serie fra loro, come nei corrispondenti amperometri di portata dell`ordine dei milliampere.
Lo schema è del tipo riportato in figura 1-730 in cui la bobina fissa con resistenza R<sub>f</sub> e la bobina mobile con resistenza R<sub>m</sub> risultano collegate in serie tra loro e con una resistenza addizionale di manganina R. Questa deve essere sufficientemente elevata per rendere trascurabili le variazioni delle altre due che avvengono per variazioni di temperatura; onde ottenere una migliore attendibilità nelle misure in condizioni diverse.
Quando il voltmetro viene usato in C. A. si manifesta l`induttanza complessiva del circuito voltmetrico e, al fine di rendere le indicazioni indipendenti entro certi limiti dalla frequenza, occorre che la reattanza induttiva sia trascurabile e dunque la resistenza addizionale R deve essere del tipo antiinduttivo e di nuovo il suo valore deve essere sufficientemente elevato da rendere la reattanza delle due bobine trascurabile.
Le bobine a loro volta devono essere avvolte in aria per avere piccole induttanze.
Queste particolarità costruttive permettono di avere la scala invariata sia per tensioni continue sia per tensioni alternate. Però queste necessità costruttive impediscono di avere voltmetri elettrodinamici di portata inferiore ad un dato limite; esso può essere abbassato proprio seguendo lo schema di figura 1- 731 nel quale le bobine fisse F₁ ed F₂ sono uguali che agiscono su una bobina mobile di resistenza R_m; questa è collegata in serie alla bobina fissa F₁ e con la resistenza addizionale R₁. La bobina fissa F₂ è collegata in serie con una resistenza addizionale R_o = R_m e ad una seconda resistenza addizionale R₂ = R₁. Le due serie (F₁ + R_m + R₁) e (F₂ + R_o + R₂) risultano equivalenti ed essendo in parallelo fra loro sono percorse dalla stessa corrente. La coppia motrice C_m che agisce sulla bobina mobile è del tipo C_m = 2 K I_f I_m; dove I_f = I_m = V / R (con R si è chiamata ciascuna delle due serie precedenti). Ne segue che C_m = 2 K V² / R² e dunque per uno stesso valore di R si ottiene la duplicazione della coppia e di conseguenza la lettura a fondo scala è 2 volte minore di quella che si avrebbe con un normale strumento diminuendo gli errori dipendenti dall`induttanza e dalle variazioni di temperatura.
Altre caratteristiche si possono leggere nella seconda parte  scrivendo “20932” su Cerca.
Per approfondire sia gli aspetti degli elettrodinamometri sia quelli dei voltmetri elettrodinamici si consiglia vivamente il testo:  L. Olivieri ed E. Ravelli, Elettrotecnica Misure elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962 da cui sono tratte le figure 1-730 e 1-731; gli elettrodinamometri sono descritti da pag. 111 a pag. 115; i voltmetri elettrodinamici sono descritti da pag. 156 a pag. 159.
Un sentito ringraziamento al Sig. Guido Barbieri che, pur non essendo un ex allievo, ha voluto donare molti pregevoli strumenti  al Montani.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
Per ingrandire le immagini cliccare su di esse col tasto destro del mouse e scegliere tra le opzioni.