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Una Misura Scolastica

Fine Anno (scolastico, non quello di San Silvestro, e pertanto niente frizzi e lazzi ché c'è ancora da sudare...). Per qualcuno c'è all'orizzonte il meritato premio, per altri la "sospensione del giudizio" (che sa tanto di Divina Commedia), per altri ancora...beh, lasciamo perdere, non è il caso di maramaldeggiare...

Questo articolo vuole essere solo un piccolo racconto, indirizzato ai giovani utenti del forum, di come si è svolta una delle esercitazioni classiche di un istituto tecnico o professionale ad indirizzo elettrico: la misura voltamperometrica della resistenza di un impianto di terra. Niente equazioni da incubo pre-interrogazione, niente formule chilometriche, niente strumentazione da astronauti in missione segreta.

Indice

Lo Schema di Misura

La misura voltamperometrica della resistenza di un impianto di terra segue fondamentalmente la legge di Ohm:

  • si inietta una corrente
  • si misura la differenza di potenziale
  • si calcola il valore del rapporto tra tensione e corrente, ovvero il valore della resistenza

Tutto qui? Ebbene, sì. Anzi, anche meglio, visto che il calcolo lo fa direttamente lo strumento. Lo schema di misura è quello classico "a tre fili", riportato in tutti i libri di testo e nei manuali d'uso degli strumenti:

Oltre allo strumento, si notano:

  • DP: è il Dispersore in Prova, ovvero quello che simula l'impianto di terra dell'utente, di cui vorremmo misurare il valore di resistenza;
  • SA: è il dispersore ausiliario, attraverso il quale lo strumento inietta la corrente, spesso chiamato in gergo "Sonda Amperometrica";
  • SV: idem come sopra, ma stavolta serve a rilevare la differenza di potenziale, da cui il nomignolo di "Sonda Voltmetrica", che verrà posizionata a varie distanze, da quella a contatto con DP fino a quella a contatto con SA

Per una misura corretta, la SA va posizionata ad una distanza D non inferiore a circa 5 volte la dimensione del dispersore in prova DP, che in questo caso corrisponde alla parte interrata Lp.

Gli Strumenti e le Attrezzature

Stabilita la learning location (l'inglese fa sempre tanto figo, mica puoi dire "andiamo nel cortile della scuola"), occorre naturalmente disporre di un Dispersore. Trattandosi di una esercitazione scolastica, prendiamo "quello che offre il convento", ovvero un picchetto in acciaio zincato, profilato a croce, di lunghezza pari a un metro:

Picchetto & Mazza (2).jpg

Picchetto & Mazza (2).jpg

Il picchetto è naturalmente quello sopra, lo "strumento" sottostante serve a infiggerlo nel terreno (senza esagerare, sennò ci si crea la scusa buona per perdere tempo a estrarlo e saltare l'interrogazione di italiano dell'ora successiva...). E il resto? Eccolo qua:

Ambaradan.jpg

Ambaradan.jpg

  • a destra in alto: lo strumento (vedi descrizione seguente);
  • a destra in basso: un metro flessibile
  • più al centro, in alto: i cavi di connessione al dispersore e alle sonde
  • più al centro in basso: i picchetti sonda
  • a sinistra: la custodia dello strumento

E al centro? un vezzo del professore, ovvero tante bandierine con su scritta una distanza, in maniera che gli studenti possano:

  1. scrivere la misura sul quaderno allineandola correttamente alla relativa distanza del picchetto SV
  2. evitare la solita caciara dei distrattoni che urlano come ossessi "ma qual è la distanza?"

E lo strumento di misura? Voilà:

strumento - alto.jpeg

strumento - alto.jpeg

strumento retro.jpeg

strumento retro.jpeg

Da notare la colorazione degli attacchi: uguale al colore dei cavi, in modo che anche un bambino capirebbe cosa e dove inserire.

Messa in Opera

Stabilito il giorno dell'esercitazione (con la speranza che sia una giornata decente), si pone in opera il tutto:

  • si infigge il picchetto nel terreno, misurandone la parte eccedente, in modo da stabilire quanta lunghezza è a contatto con il terreno
infissione.jpg

infissione.jpg

  • si dispone la linea di misurazione, individuando gli intervalli di misura
posizionamento linea di misura.jpg

posizionamento linea di misura.jpg

  • si effettuano le connessioni allo strumento, al picchetto in prova e alle sonde SA e SV
strumento connessioni.jpeg

strumento connessioni.jpeg

Misurazioni & Elaborazioni

Si eseguono (alla buon'ora...) le misurazioni, alle distanze variabili individuate per la sonda voltmetrica, ottenendo la seguente tabella:

distanza (in m) Resistenza (in ohm)
0 0
0,5 515
1 564
2 594
3 611
4 646
5 1692

Ovviamente occorre elaborare i risultati e pertanto, con sommo rammarico di coloro che godevano "dell'ora d'aria", si rientra in classe e con l'uso della L.I.M. si proietta un file su foglio elettronico con il grafico delle misurazioni effettuate e calde calde come un cornetto appena sfornato:

tabella e grafico.jpg

tabella e grafico.jpg

Le deduzioni finali sono:

  1. il punto di flesso del grafico indica un valore di resistenza di 600 Ω, che verrà assunto come valore della Resistenza di Terra
  2. considerando che il picchetto è stato infisso per una profondità di 70 cm, si può fare una valutazione indiretta della resistività del terreno (ρ=Re·Lp) ottenendo un valore di 420 Ω·m.

Ai giovani virgulti, oltre al compito di stendere una Relazione Tecnica comprendente anche le considerazioni sugli impianti di terra e sulle varie modalità realizzative, si lascia anche l'onere di valutare sotto quali condizioni tale valore di Re sarebbe coordinato con le protezioni in un sistema TT.

Avvisi

Ai magnifici esperti e luminari dell'impiantistica, che - in grazia delle loro conoscenze ed esperienze - vedessero tanti errori piccoli e grandi, oltre che inviare un dovuto ringraziamento anticipato faccio rispettosamente presente che si tratta di una esercitazione di una classe 3^ di scuola superiore. E magari qualche giovanottino di terza media che passasse da queste parti, leggendola, si fa l'idea qui si parla anche di cose semplici e non solo dei massimi sistemi distillati nell'alambicco h-demico. E, si Deus cheret, potrebbe perfino appassionarsi all'elettrotecnica e all'impiantistica. Grazie.

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Commenti e note

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di ,

E' alta (senza dubbio), per vari motivi:
1) il dispersore intenzionale, ovvero il picchetto, è stato infisso per soli 70 cm, per evitare di perderci mezza mattinata a sfilarlo e restituirlo al laboratorio;
2) il terreno su cui è stata eseguita la misura non è eccezionale quanto a resistività (terreno di riposto da scavo adiacente, non compattato);
3) la siccità perdurante più di quattro mesi ha di fatto inaridito lo strato superficiale del terreno;
4) la ridotta profondità di interramento non consente di intercettare strati profondi, più compatti e soprattutto più umidi.
A maggior conforto, posso aggiungere che una identica misura effettuata lo scorso anno, nelle stesse condizioni e con lo stesso strumento e nello stesso punto, aveva evidenziato un valore di circa 380 ohm.
Saluti

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di ,

ho visto che in questo bel articolo la misura di terra è 600 ohm. Ma questa è una misura alta. Nella Mia realtà di verificatore di impianti di terra. Un buon impianto di terra è quando la resistenza totale è minore di 10 ohm. Come si può spiegare ciò?

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di ,

Sebago ha scritto:
Tutto sommato è poca cosa, una misura "standard" che credo facciano ovunque.
L'esperienza di misurazione è di per se interessante e tecnicamente formativa e su questo non c'è alcun dubbio, ma il vero valore aggiunto è la capacità e l'impegno nel trasferire la conoscenza teorico/pratica agli alunni che fa la differenza ed il piacere di farlo; ed è questo che per me traspare dai Tuoi articoli. Non so quanti Professori sarebbero disposti a postare un articolo descrittivo di un'esperienza di laboratorio, per poterla condividere sul web. Se provo a indovinare direi pochi: i Migliori, e Te sei uno di questi.

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di ,

Troppo buono, Mariano, sei esagerato. Tutto sommato è poca cosa, una misura "standard" che credo facciano ovunque.

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di ,

Grande ! Sono i Professori come Te Sebastiano che fanno la differenza nella Scuola. Fortunati gli Alunni che hanno avuto il pregio di aVerti come Insegnante, e quanto li invidio. Complimenti Sebago

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di ,

@gammaci: doppio grazie per l'informazione che serviva ad apache e per gli (eccessivi) complimenti al raccontino.

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di ,

@apache, è un Lafayette MT 53 e si trova in vari negozi online, ad esempio Marcucci.it o Amazon. A sebago un grazie per l'ottima lezione.

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di ,

orroreeeee...m'è scappato un altro con l'apostrofo...abbiate pietà, oggi è la prima giornata di commissione d'esame...

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di ,

@apache: purtroppo non so risponderti, lo strumento non è mio ma della scuola dove insegno, ed è l'ultimo arrivato: una ventina di anni fa avevamo un Samar, poi misteriosamente defunto, a seguire sono arrivati un HT 5060, sempre problematico, un'altro con un inquietante manuale in cinese/inglese e infine il piccoletto della foto. Quanto ai costi, li gestisce l'ufficio tecnico ma dalla marca e modello visibili si dovrebbe poter risalire.

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di ,

Cortesemente vorrei sapere il costo dello strumento, dove acquistarlo, e il modello di riferimento, e grazie della spiegazione

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di ,

dénghiu, troppo buoni...

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di ,

Grande Prof! Tematica interessante ed esposizione brillante. 10!

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di ,

Bravo. Un professore che sa e.. fa. 8)

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di ,

Bravo Sebastiano. Bravo professore, perchè la lode va innanzitutto al professore che non rimane chiuso in classe, ma mostra ai propri studenti un'applicazione pratica; perchè l'elettrotecnica non è matematica purissima da "scribacchini". Sono convinto che di molte lezioni, queste gli studenti se le ricorderanno molto meglio di un esercizio su carta. Un grazie per la condivisione.

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