Trasformatori e Shunt: cosa sono e come funzionano
Trasformatori e Shunt, cosa sono esattamente?
I trasformatori di corrente e tensione sono adatti all’utilizzo con strumenti di misura o dispositivi di protezione degli impianti. Uno “Shunt”, comunemente detto “deviatore di corrente” è un tipo di resistenza elettrica che devia attraverso di sé una parte più o meno consistente della corrente circolante in un circuito principale a cui è posto in parallelo. L’entità della corrente deviata dipende dal valore resistivo (espresso in ohm) dello shunt rispetto al circuito in parallelo.
Il termine inglese “shunt ” viene tradotto con ‘deviare’ o ‘prendere un’altra strada’, che, in ambito elettrico, è stato associato ad una classe di dispositivi e fenomeni che vedono la corrente dividersi su due circuiti, solitamente, secondo un progetto.
Un deviatore di corrente opportunamente dimensionato può essere impiegato, ad esempio, per misurare correnti di intensità arbitrariamente alta, tenendo conto del surriscaldamento prodotto per effetto Joule, che può alterare il valore della resistenza stessa dello shunt. Grazie agli studi del chimico Edward Weston, sono stati scoperti materiali la cui resistività elettrica è piuttosto indipendente dalla temperatura, ad esempio la costantana e la manganina, comunemente usati in queste applicazioni.
Trasformatori e Shunt: la tecnica di collegamento a quattro fili
Uno dei problemi che si possono presentare dallo shunt per correnti elevate è dato dalle resistenze parassite presenti solitamente nei morsetti di collegamento tra i cavi e lo shunt stesso. I valori espressi in Ohm di queste resistenze sono instabili e aleatori, dato che dipendono da quanto sono stretti i bulloni, dallo stato di ossidazione e così via.. Per ovviare a tale problema, solitamente si usa la tecnica di “collegamento a quattro fili”. Due morsetti alle estremità dello shunt, detti amperometrici, costituiscono il passaggio della corrente da misurare. Altri due morsetti, detti voltmetrici, indipendenti e più piccoli, in quanto soggetti a correnti minime, prelevano invece la tensione di misura più internamente nello shunt. La resistenza presente tra i due punti voltmetrici è nota con precisione, ed è assolutamente indipendente dai morsetti amperometrici.
Trasformatori e Shunt: cenni storici
Il trasformatore è una macchina elettrica statica alimentata a corrente alternata, basata sul fenomeno dell’induzione elettromagnetica, destinata a trasformare, tra il circuito primario (ingresso) e il circuito secondario (uscita) del trasformatore, i fattori tensione e corrente della potenza elettrica. Trasferisce quindi energia elettrica da un circuito elettrico a un altro che ha una tensione diversa, accoppiandoli induttivamente, senza che siano a contatto tra loro gli avvolgimenti del trasformatore. È una macchina reversibile.
Un trasformatore a corrente elettrica nell’avvolgimento primario genera un flusso magnetico variabile nel nucleo del trasformatore e di conseguenza un campo magnetico variabile attraverso l’avvolgimento secondario (legge di Faraday e legge di Lenz). Questo campo magnetico variabile induce una forza elettromotrice, o tensione, nell’avvolgimento secondario. Questo effetto è chiamato mutua induzione.
Vengono tipicamente utilizzati per convertire i segnali di tensione e/o correnti alternati provenienti da cabine di alta, media o bassa tensione, in segnali di ampiezza più contenuta che possono essere dunque acquisiti da sistemi di rilevamento come ad esempio analizzatori di rete o indicatori digitali e analogici.
Trasformatori e Shunt: dove acquistarli
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