Correnti parassite
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- Categoria: Elettrotecnica
- Pubblicato Giovedì, 26 Dicembre 2013 09:21
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Fig 5.4 - Andamento delle correnti parassite in un nucleo massiccio
Rapide variazioni di flusso inducono tensioni nello spazio e nei materiali circostanti (vedersi articolo «Calcolo della tensione indotta come variazione di flusso»). Anche nei nuclei magnetici interessati da flussi variabili nel tempo vengono indotte tensioni come in fig. 5.4.
Se il materiale magnetico è anche conduttore viene percorso da una corrente che circola secondo piani perpendicolari alla direzione dell'induzione, come indicato dalla freccia curvilinea. Queste correnti, dette correnti parassite o di Foucault, dissipano potenza nel materiale sotto forma di calore, secondo la relazione
I valori di e e di R non sono facilmente calcolabili, ma per i ragionamenti che seguono è sufficiente stabilire alcune relazioni di proporzionalità: la tensione indotta e risulta proporzionale al flusso che concatena il percorso delle correnti parassite, e quindi allo spessore a; la resistenza R, incontrata dalle correnti è direttamente proporzionale alla resistività ρ, mentre risulta inversamente proporzionale alla sezione di passaggio, cioè ad a.
Per ridurre le perdite di Foucault si possono adottare i seguenti accorgimenti:
- scegliere materiali magnetici di elevata resistività, come ad esempio le ferriti; queste hanno caratteristiche magnetiche inferiori a quelle del ferro, ma la loro elevatissima resistività, che attenua drasticamente le correnti parassite, le rende preferibili nelle applicazioni ad alta frequenza.
- Laminare il materiale secondo piani paralleli alle linee di induzione, come in fig. 5.5, dove gli N lamierini, isolati fra loro, hanno spessore a/N. In un lamierino di spessore a/N il percorso delle correnti parassite abbraccia solamente il flusso Φ/N e la tensione indotta risulta e/N.
Fig 5.5 - Andamento delle correnti parassite in un nucleo laminato
La resistenza in un lamierino è pari a N volte R, poiché le sezioni di passaggio della corrente sono divise per N; la potenza dissipata in un lamierino risulta
La potenza totale dissipata nel circuito magnetico è N volte quella di un singolo lamierino
Le perdite sono state divise per N2 rispetto a quelle del nucleo massiccio; in altre parole esse risultano proporzionali al quadrato dello spessore dei lamierini. Gli spessori utilizzati industrialmente per la costruzione delle macchine elettriche sono solitamente 0,5 mm e 0,35 mm. Sono molto utilizzati i lamierini al silicio, i quali, pur avendo caratteristiche magnetiche leggermente inferiori a quelle del ferro dolce, presentano una maggiore resistività.
La laminazione, pur avendo un effetto decisivo nel ridurre le perdite per correnti parassite, non ha alcuna influenza sulle perdite per isteresi viste nell'articolo «Perdite per isteresi»