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 Rf e la bobina mobile con resistenza Rm 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 If.
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 Cm, generata dall’interazione del campo magnetico prodotto dalla corrente nella bobina fissa con quello prodotto dalla corrente Im 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 Cm è proporzionale al prodotto fra i valori efficaci delle due correnti If e Im. 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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