§ 2 a)   Considerazioni sulle perdite nel ferro con tensione e frequenza 
                         non nominali

 

L’insieme delle perdite per isteresi e per correnti parassite costituisce le perdite nel ferro:

Ritenendo U₁ = E₁, relazione che anche in seguito potrà ritenersi sufficientemente accettabile per le applicazioni, dalla (7) si ottiene

 Sostituendo questa grandezza nelle espressioni relative alle perdite si ottiene rispettivamente:

 

 (l’esponente da 1,6 diventa 2 per )

Per semplicità si può scrivere

e quindi si possono ritenere le perdite nel ferro proporzionali al quadrato della tensione (mentre le perdite per effetto Joule sono proporzionali al quadrato della corrente!)

Un parametro relativo alle perdite nel ferro per ogni tipo di lamierini è la cifra di perdita o perdita specifica, che rappresenta il numero di watt persi in ogni kilogrammo di lamiera con flusso variabile sinusoidalmente alla frequenza di 50 Hz e induzione massima = 1T .

Si distinguono ora tre casi possibili di funzionamento, con relative conseguenze:

1) frequenza di rete costante e tensione di alimentazione U maggiore di quella nominale U₁.

         Per la (10) e per la (11)

e quindi le perdite nel ferro crescono col quadrato della tensione.  Con la tensione crescono la I_m di eccitazione, la saturazione e le deformazioni della stessa I_m .

2) frequenza di rete inferiore a quella nominale f₁ e tensione di alimentazione costante.

         In modo analogo al caso precedente si arriva alle stesse conclusioni, nel senso che crescono le sole perdite per isteresi (quelle parassite rimangono costanti), ma complessivamente crescono le P_Fe, cresce la I_m  e cresce il flusso (come si vede dalla E = k f Φ) .

 

In base a queste considerazioni come si comporterebbero le perdite nel ferro per un trasformatore costruito per funzionare ad una certa tensione e frequenza se venisse portato a funzionare alla stessa tensione ma a frequenza inferiore ?

 

3) Variano tensione e frequenza in modo che resti costante il loro rapporto U/f

         In tal caso, essendo

il flusso si mantiene costante e con esso la corrente di magnetizzazione I_m  mentre, ad esempio, al crescere della tensione crescono le perdite nel ferro e la potenza elettrica assorbita.