Trasformatore Leybold mod. 562 21 A / 562 17 per osservare la funzione dell`arco scaricatore. Seconda parte. Le ricerche negli inventari non sono state ancora svolte, ma il numero di inventario lo data agli inizi degli anni Settanta. In questa parte abbiamo riportato due foto del trasformatore in funzione e il disegno dell`evoluzione temporale della scarica elettrica.
Il primario reca la scritta: “LEYBOLD 562 21 A MADE IN GERMANY n = 500 2,5 Ω max 2,5 A”.
Il secondario reca la scritta: “LEYBOLD 562 17 MADE IN GERMANY n = 23.000 max. 10.000 V 0,02 A”.
Il trasformatore consente di convertire tensione e corrente in ingresso rispetto a quelli in uscita, pur mantenendo costante la quantità di potenza elettrica a meno delle perdite per effetto dell`isteresi e delle correnti parassite nel nucleo e di perdite ohmiche nei circuiti primario e secondario. Le perdite per isteresi sono proporzionali all`area del ciclo.
Nel nostro caso trasforma la tensione di rete di 220 V in una tensione talmente elevata da innescare una scarica elettrica; la forma degli elettrodi “a corna” simula gli effetti di un classico scaricatore di linea.
Infatti alla base dei due rami dello scaricatore, in presenza di sovratensione, la scarica innesca un`arco elettrico che in virtù dell`alto calore sprigionato sale verso l`alto. Arrivato in cima, in conseguenza della elevata distanza tra i conduttori, l`arco si spegne per poi subito innescarsi nuovamente alla base dello scaricatore.
L`aria normalmente è un ottimo isolante (occorrono circa 32 kV/cm per renderla conduttrice in condizioni standard di umidità, pressione e temperatura e con una particolare forma dello spinterometro), ma a 5000 K la sua conducibilità aumenta di un fattore di 1013, mantenendo la corrente durante l`apertura.
Questo avviene anche se la corrente è alternata poiché il calore all`interno dell`arco ha una sua inerzia e al riaumentare della corrente l`arco si può riaccendere.
La figura 8574 è a pag. 771 del Catalogue des Appareils pur l’Enseignement de la Physique construits par E. Leybold’s Nachfolger Cologne, 1905; rinvenibile all’indirizzo:
http://cnum.cnam.fr/PDF/cnum_M9915_1.pdf
Gli scaricatori vengono montati direttamente sulle apparecchiature da proteggere come ad esempio i trasformatori e le linee ad alta tensione dalle sovratensioni, come le scariche atmosferiche.
Il brano che segue è tratto da Angotti, La trazione elettrica in ferrovia: «I sezionatori a 3 KV usati nelle linee ferroviarie sono composti da tre isolatori, due esterni con a capo i conduttori del circuito da separe, e uno centrale che, colegato ad un polo di essi ruota e taglia o chide il circuito, altri due isolatori esterni servono per i controlli di “aperto” o “chiuso”. Sono provvisti di corna per un eventuale spegnimento dell’arco e posssono interrompere correnti fino a 6000 A senza subire danni». Rivenibile con la foto all’indirizzo:
https://www.eavsrl.it/web/sites/default/files/5%20sistema%20di%20alimentazione%20elettrica%20ferr..pdf.
La foto è rinvenibile all’indirizzo:
https://www.marklinfan.com/f/topic.asp?TOPIC_ID=864 .
Nei trasformatori ad alta tensione è previsto in alcuni casi un “soffiatore” elettromagnetico, cioè un dispositivo che crea un forte campo magnetico diretto perpendicolarmente all`arco e di verso tale a contribuire fortemente a spazzare via l`arco. L`ing. Profumieri ha realizzato un video durante il funzionamento; chi legge può comunque cercare su youtube molti filmati simili.
Bibliografia.
LD Didactic GmbH: Instruction sheet 56211.
W. Rieder, Gli interruttori, rivista Le Scienze N° 32, aprile 1971 da cui è tratta la figura su sfondo giallo opportunamente modificata.
La letteratura riguardante questi argomenti è vastissima; comunque per gli spinterometri, le tensioni di innesco della scarica disruptiva e il fenomeno della scarica si consigliano: L. Olivieri e E. Ravelli, Elettrotecnica Misure Elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962, da pag. 163 a pag. 169.
P. Andrenelli, Costruzioni elettromeccaniche, Vol. II, Del Bianco Editore, 1968.
Per i trasformatori monofase si consiglia: L. Olivieri e E. Ravelli, Elettrotecnica Macchine Elettriche, Vol. II, CEDAM, Padova 1960, almeno da pag. 383 a pag. 389.
Per consultare la prima parte scrivere “562” su Cerca.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
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