Vuoi diventare un elettricista e sei curioso di saperne di più riguardo alle apparecchiature che potresti trovarti a installare? Bene! Ti trovi all’interno del mio corso gratuito di elettricista, e oggi parliamo di trasformatori e alimentatori, qualcosa che in pratica non manca in nessuna delle nostre abitazioni, così come negli ambienti del terziario e quello industriale.
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Tutti noi abbiamo sentito parlare di alimentatori e trasformatori, chi non conosce bene la materia a volte confonde i due termini, chiamando trasformatore anche apparecchiature più complesse come gli alimentatori stabilizzati.
La verità è che gli alimentatori contengono spesso dei trasformatori, e possiamo dire che i trasformatori sono un oggetto più generico, utilizzato per moltissimi impieghi.
L’elettricista civile ha spesso a che fare con alimentatori di vario tipo, come vedremo tra poco in questa lezione, chi opera nell’industria invece lavora molto più spesso anche con trasformatori, siano essi di tensione o di corrente.
Cominciamo adesso a conoscere questi componenti, partendo dal trasformatore.
Il trasformatore elettrico.
Il trasformatore è un dispositivo che permette di trasformare la tensione in ingresso in un’altra tensione, solitamente abbassandola; questa funzione viene svolta da due avvolgimenti su un nucleo di materiale ferromagnetico.
Il nucleo si magnetizza quando l’avvolgimento primario viene alimentato, e a seconda del numero di spire dei due avvolgimenti, si ha la trasformazione.
Il campo magnetico trasferisce l’energia dall’avvolgimento primario all’avvolgimento secondario, ai capi del quale si può prelevare la tensione elevata o abbassata.
Maggiore è il numero di spire dell’avvolgimento secondario, maggiore sarà la tensione in uscita; viceversa per ridurre la tensione (questo avviene solitamente nei quadri d’automazione e negli alimentatori) il secondario ha un numero di spire minore.
Trasformatori tradizionali e autotrasformatori.
Sia i trasformatori che gli alimentatori sono acquistabili in diverse dimensioni e con diverse potenze, partendo dai piccoli modelli da qualche centinaio di Watt, per arrivare agli apparecchi più grossi con potenze di alcuni KVA.
I trasformatori esistono in diverse versioni, per esempio ci sono gli autotrasformatori che hanno un unico avvolgimento con prese intermedie. Questi modelli hanno una costruzione semplificata e un peso minore, eliminano i problemi di isolamento degli avvolgimenti, e riducono le resistenze dovute ai conduttori.
Gli autotrasformatori tuttavia non hanno isolamento galvanico tra avvolgimento primario e secondario e non possono essere installati in applicazioni dove è necessaria la massima sicurezza.
Nella prossima immagine vediamo i circuiti di un autotrasformatore e di un trasformatore normale (in questo caso un trasformatore di isolamento che ha lo stesso numero di spire sul primario e sul secondario).
Notiamo l’unico avvolgimento sul modello autotrasformatore e la presa intermedia di alimentazione del circuito primario.
I trasformatori di isolamento.
La funzione dei trasformatori di isolamento è di fornire un’ottima separazione elettrica, per cui la tensione di ingresso e di uscita può anche essere la stessa.
Nei trasformatori di isolamento la separazione degli avvolgimenti primario e secondario viene accuratamente eseguita; e questi apparecchi vengono impiegati per esempio quando si gestiscono connessione di dispositivi medici da tenere in sicurezza o in tutti i casi in cui non sia possibile utilizzare una messa a terra di tipo tradizionale.
I trasformatori di corrente.
I trasformatori di corrente forniscono al circuito secondario una corrente che è proporzionale alla corrente presente nel circuito primario. Questi apparecchi si chiamano anche TA e vengono impiegati per ridurre la corrente in modo da poter essere letta per esempio dagli analizzatori di energia.
Gli alimentatori stabilizzati.
Abbiamo visto come la tensione viene trasformata per mezzo dei trasformatori. Quando questa tensione deve anche essere raddrizzata, per alimentare apparecchiature che funzionano in corrente continua, utilizziamo gli alimentatori.
Normalmente questi apparecchi contengono al loro interno un ulteriore trasformatore e un circuito che raddrizza la corrente.
Gli alimentatori stabilizzati utilizzati nei quadri d’automazione possono per esempio essere alimentati a 230V e fornire un’uscita a 24VDC.
Nella prossima immagine vediamo il classico schema elettronico di un alimentatore di questo tipo.
Sulla sinistra abbiamo il trasformatore che abbassa la tensione da 230VAC a 24VAC, poi il circuito raddrizzatore a ponte di diodi, ci sono anche alcuni condensatori e un circuito integrato stabilizzatore. All’uscita questo circuito offre un’alimentazione costante di 24 Volt continui.
Utilizzo degli alimentatori stabilizzati negli impianti elettrici.
Ora che abbiamo imparato cosa sono trasformatori e alimentatori, vediamo dove sono utilizzati gli alimentatori negli impianti elettrici.
Sicuramente nell’illuminazione, abbiamo infatti alimentatori per faretti oppure strisce led; come vediamo nella figura che segue, la striscia led viene alimentata dai due morsetti positivo e negativo del suo alimentatore.
Esistono in commercio diversi tipi di alimentatore, la maggior parte di questi trasforma la tensione alternata 230V di rete in una tensione continua a 5V, 12V, oppure 24V.
In questa immagine troviamo l’alimentatore per un citofono Comelit; in questo caso l’uscita è anch’essa in corrente alternata.
In quest’altra immagine troviamo invece un kit d’allarme della Bentel, notiamo l’alimentatore (in basso a sinistra), il quale viene inserito nel contenitore plastico bianco.
I sistemi di domotica necessitano anch’essi di alimentazione, ecco nella figura che segue lo schema di un impianto domotico KNX (Konnex).
Nel diagramma troviamo a sinistra l’alimentatore, poi un attuatore per luci regolabili di diverso tipo, tra cui una striscia led, un sistema di comandi a deviatore, e anche l’interfaccia IP per comunicare sulla rete ethernet; in questo caso i dati viaggiano sul bus KNX.
