Alternatore: principio di funzionamento

[jaelec]

Salve a tutti. E' questa nell'immagine seguente una pagina di un altro libro di mio nipote a cui sto dando una mano, nei limiti del possibile. Siccome nelle pagine precedenti non è spiegato e io, pur pensando di saperne qualcosa, non ho le idee chiarissime al riguardo, vorrei capire meglio quello che si dice in questa pagina. In particolare, io, ricordando che la tensione è la derivata (la variazione rispetto al tempo) del flusso, non avrei dato per scontato che dove il flusso concatenato è massimo lo è anche la tensione. Ora, innanzitutto, già rispetto a questo, vorrei sapere in che cosa sbaglio io, se sbaglio io.

Poi vorrei capire meglio come circolano le correnti nel disegno dell'alternatore, cioè non riesco a capire con certezza che cosa intende il libro per avvolgimento e come è disposto questo avvolgimento.

Grazie

[drGremi]

Vabbè al di là che non mi riguarda, ma non è il caso di lasciar studiare da solo 'sto nipote? E se dovesse fare schifo da solo che abbia il diritto di farlo? Anche una questione di responsabilizzazione.

Comunque tornando al discorso

io, ricordando che la tensione è la derivata (la variazione rispetto al tempo) del flusso, non avrei dato per scontato che dove il flusso concatenato è massimo lo è anche la tensione. Ora, innanzitutto, già rispetto a questo, vorrei sapere in che cosa sbaglio io, se sbaglio io.

Ricordi bene. Non vedo errori.

Poi vorrei capire meglio come circolano le correnti nel disegno dell'alternatore, cioè non riesco a capire con certezza che cosa intende il libro per avvolgimento e come è disposto questo avvolgimento.

Si ma tuo nipote che hanno fa? A che punto sono con la "matematica"? Ha senso fare le derivate? Ha senso andare sparati con le dimostrazioni?

Comunque per vedere se il libro ha ragione facciamo un disegno con le bobine (nel libro non ci sono) e scriviamo le equazioni del flusso in una bobina.
Penso se ne possa mettere una sola a "nord" tangente alla sezione dello statore. Scrivi il flusso in funzione del'angolo (supponiamo uniforme il campo). Vediamo cosa salta fuori
Mi sembri molto sul pezzo (anche con i precedenti interventi), inizia tu :)

[jaelec]

..nipote...

Può darsi che tu abbia ragione riguardo a mio nipote. Ma in realtà non è che intervengo nel suo studio o mi chiede qualcosa chissà quante volte. Come ho detto altre volte, sono anche io che mi sono riavvicinato a queste materie dopo tantissimo tempo e l'ho fatto proprio consultando i suoi libri (questo in particolare è un libro di terza superiore, ma mio nipote fa la quinta).
Sono io che vorrei capire, ancora prima di mio nipote. Riporto questo fatto di mio nipote solo per non farmi dire per esempio "perché studi su certi libri". Tutto qui.
Il punto, comunque sia, non è che io voglio spiegare a mio nipote la derivata, ma solo di cercare di capire qual è il senso di quello che dice il libro, per capire anche se sono io che non capisco questo senso oppure c'è qualcosa di sbagliato. Veramente non lo so, anche perché, come dicevo, non ho capito bene come e dove scorrono le correnti negli avvolgimenti. Se qualcuno capisce il senso e me lo mostra, anche se dovesse essere ovvio e io non l'ho compreso, glie ne sarei grato. Ho anche chiesto a mio nipote di chiedere ai suoi professori ma lui non lo vuole fare...

[IsidoroKZ]

... non avrei dato per scontato che dove il flusso concatenato è massimo lo è anche la tensione.

Non mi sembra che tu stia sbagliando. Dove il flusso e` massimo la tensione indotta e` nulla, quindi mi pare che il testo conti cucche.

Per quanto riguarda la fase del flusso o della tensione indotta ci sono un paio di problemi, uno minore e uno grande.
Il primo e` che non sono disegnate le bobine, tranne forse nella figura 5, dove peraltro non si capisce come siano messe rispetto al circuito magnetico. Suppongo che siano due bobine in serie, una nelle cave in alto e l'altra in basso.
Il problema grande e` che molto ma molto spesso nei libri di fisica gli alternatori sono spiegati in modo orribile, dallo sbagliato all'assurdo.

Se le bobine sono come ho detto prima, il grafico rappresenta il flusso, non la tensione.

Perche' gli autori dei libri introduttivi pensano che dicendo "elementare", "di principio" possano poi dire tutte le cose sbagliate che vogliono?

[drGremi]

Riporto questo fatto di mio nipote solo per non farmi dire per esempio "perché studi su certi libri". Tutto qui.

Vabbé anche se fosse sono fatti vostri comunque a questo punto potresti fartelo dire lo stesso. Ok che i vecchi libri di tuo nipote li trovi già a casa, ma magari si trova qualcosa di più adatto (che se non vuoi comprare si può trovare "sull'internet", non so se ci siamo capiti) a ciò che vuoi ri-studiare.

solo di cercare di capire qual è il senso di quello che dice il libro, per capire anche se sono io che non capisco questo senso oppure c'è qualcosa di sbagliato

Tornando in tema a mio avviso c'è qualcosa di sbagliato, perché se non vado errando (anche qui di macchine elettriche non è che sia il re degli esperti). Come minimo qualche affermazione lanciata alla leggera.

Non mi sembra che tu stia sbagliando. Dove il flusso e` massimo la tensione indotta e` nulla, quindi mi pare che il testo conti cucche.

Infatti torna anche a me questo, cioè il testo dice proprio una fandonia.

Partirei da questo disegno assurdo

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Approssimerei il campo del magnete come uniforme (non è vero), ma quindi le linee di campo si chiudono all'infinito (non lo ho disegnato, non picchiatemi).
Quindi abbiamo che il flusso concatenato
Semplifichiamo la vita e normalizziamo e la velocità angolare e anche area unitaria della bobina (con singolo avvolgimento). Tanto la sostanza non cambia.
Abbiamo che il flusso

Quindi abbiamo che

Avremo quindi (in blu il flusso in nero la tensione) che quando il flusso è massimo la tensione è minima e vice-versa. Quando t=pi/2 abbiamo il nord a destra e sud a sinistra, per pi greco nord in basso e sud in alto e così via (abbiamo normalizzato la velocità angolare quindi tempo e angolo coincidono).

Magari IsidoroKZ può verificare che non abbia "cannato" qualche riferimento, magari applicato la "famosa regola della mano sinistra " o qualche altra diavoleria.
Se non ho sbagliato e non interpreto male quanto dice il libro quello che c'è scritto è completamente errato. La tensione indotta non è massima quando è massimo il flusso.

[EcoTan]

Premesso che sto usando lo smartfon ed è pure sfuocata, quella figura per me non ha senso. Non si capisce se mancano i collegamenti frontali o quelle sono già due matasse complete.

[jaelec]

... non avrei dato per scontato che dove il flusso concatenato è massimo lo è anche la tensione.

Non mi sembra che tu stia sbagliando. Dove il flusso e` massimo la tensione indotta e` nulla, quindi mi pare che il testo conti cucche.

Meno male per me perché vuol dire che qualcosa la capisco...

Per quanto riguarda la fase del flusso o della tensione indotta ci sono un paio di problemi, uno minore e uno grande.
Il primo e` che non sono disegnate le bobine, tranne forse nella figura 5, dove peraltro non si capisce come siano messe rispetto al circuito magnetico. Suppongo che siano due bobine in serie, una nelle cave in alto e l'altra in basso.

Qui si parla di funzionamento di principio però io ti chiedo: se si dovesse realizzare davvero un alternatore, avrebbero senso entrambe le soluzioni (quella che ipotizzi e l'altra eventuale)? Sono utilizzate entrambe le soluzioni? E nello spiegare solo il funzionamento di principio quale delle due soluzioni è preferibile utilizzare?

Il problema grande e` che molto ma molto spesso nei libri di fisica gli alternatori sono spiegati in modo orribile, dallo sbagliato all'assurdo.
Se le bobine sono come ho detto prima, il grafico rappresenta il flusso, non la tensione.

Perche' gli autori dei libri introduttivi pensano che dicendo "elementare", "di principio" possano poi dire tutte le cose sbagliate che vogliono?

Non posso che concordare per quel che ho potuto vedere e per quel che posso giudicare.


Più in generale, grazie!

[jaelec]

L'argomento è solo collegato a quello in oggetto ma viene qualche pagina dopo nel libro di cui ho parlato. Non mi sembra comunque il caso di aprire una nuova discussione.
Si tratta di una questione già ampiamente discussa: quella dei riferimenti o dei versi.
In una discussione su questo forum mi trovai ad osservare che il dire, ad esempio per l'induttore, che la corrente è in ritardo rispetto alla tensione dipende dalla scelta dei versi per tensione e corrente.
Neanche a farlo apposta il libro oggetto anche di questa discussione fa una scelta che non è quella che solitamente si fa (e la mantiene nel prosieguo anche per il condensatore) e tuttavia, anche rispetto a questa scelta diversa, la corrente che attraversa l'induttore continua, secondo lui, a essere in ritardo rispetto alla tensione.
Anche qui, vorrei una conferma su quello che penso: cioè anche qui il libro sbaglia? Penso che in quello che chiedo si possa tralasciare il fatto che la fase indicata di 90 gradi mi sembra palesemente errata perché questo mi sembra un errore che può capitare, mentre l'altro di cui parlo, se c'è, mi pare addirittura un errore strutturale, basilare. Spero di non aver preso io un abbaglio...

[RenzoDF]

... per l'induttore, che la corrente è in ritardo rispetto alla tensione dipende dalla scelta dei versi per tensione e corrente. ...

Certo, ma dipende anche dalla "convenzione" scelta per indicare quei versi.

E di conseguenza dalla provenienza originale dell'autore e/o del testo, che potrebbe, per esempio, essere tedesca... o russa.

Comunque ripeto, basta vedere la sola prima pagina postata per consigliare di gettare quel testo nel fuoco.