Induzione elettromagnetica..aiuto

[BrunoValente]

Credo che se la resistenza della spira fosse nulla si genererebbe una corrente infinita nella spira, quindi la coppia frenante sarebbe infinita e quindi non sarebbe possibile muoverla.

Mi sembra quindi che il valore di resistenza della spira influisca solo sul valore della corrente nella spira e quindi su quello della coppia frenante e che, nella sostanza, a parte le variazioni di questi valori, non abbia altre conseguenze sul funzionamento.

Perché asserisci che quest'aspetto è sostanziale?

[angel99]

Credo che se la resistenza della spira fosse nulla si genererebbe una corrente infinita nella spira, quindi la coppia frenante sarebbe infinita e quindi non sarebbe possibile muoverla.

Non mi pare. Cambierebbe il flusso nel circuito magnetico a compensare la variazione. Si stabilirebbe una tensione indotta nell'avvolgimento di statore che determinerebbe la potenza frenante. Il lavoro svolto sarebbe del generatore senza dissipazione al di fuori di esso. La coppia frenante non sarebbe infinita perché indipendente dalla velocità della spira ma solo dalla corrente di statore. Ovvio che posso anche aver preso il famoso granchio giapponese, quello con le chele lunghe un metro.

[BrunoValente]

Mmm.. secondo me il lavoro speso dal campo per frenare viene tutto dal dispositivo che fa ruotare il cilindro, il generatore della corrente statorica non si accorge di nulla, infatti la tensione ai capi dello statore è nulla durante la frenata, quindi VI=0
Oppure, guardando da un altro punto di vista, se la spira è in posizione verticale, la corrente circolante nella spira, anche se alta, non avrebbe modo di produrre effetti sullo statore

[angel99]

Mmm.. allora ho preso il granchio. Lo regalerò a Maxwell.

[BrunoValente]

Mmm.. allora ho preso il granchio...

Non esserne così sicuro, anch'io non sono certissimo di quello che scrivo, altrimenti non sarei qui a cercare chiarimenti

[angel99]

Se fosse come suppongo io, i casi sarebbero questi.

Una spira, corrente continua: coppia frenante indipendente dalla velocità della spira, proporzionale alla corrente di statore.

Una spira, corrente alternata: deriva dal caso precedente, la coppia è proporzionale al valore assoluto della corrente di statore e quindi è pulsante a frequenza doppia di quella di alimentazione dello statore. Non dipende dal rapporto di velocità angolari statore-rotore perché indipendente dalla velocità della spira. La coppia media vale quella del caso in continua.

Due spire, corrente continua, resistenza spira nulla: la spira orizzontale vede tutto il flusso e le sue variazioni opponendosi alle stesse. Il flusso non cambia e quindi la spira verticale non risente di alcuna coppia frenante.

Due spire, corrente alternata, resistenza spira nulla: Non c'è flusso, non c'è coppia.

Due spire, corrente continua, resistenza spira diversa da zero: la spira orizzontale riduce le variazioni di flusso causate dal movimento di quella verticale in ragione della propria resistenza. Ergo si ha lo stesso caso della spira singola, ma con valori di coppia ridotti.

Due spire, corrente alternata, resistenza spira diversa da zero: la spira orizzontale si oppone al flusso di statore in ragione della sua resistenza. Il flusso a spire ferme sarà allora inferiore rispetto al caso con spira singola. Oltre a questo, nel momento in cui la spira verticale si muove, la spira orizzontale riduce anche le variazioni di flusso causate dal suo movimento. Ergo si ha lo stesso caso della spira singola, ma con valori di coppia ridotti sia dal flusso inferiore, che dalla riduzione di variazione dovuta alla rotazione.

Sono in partenza per la Scozia.

[angel99]

Credo che se la resistenza della spira fosse nulla si genererebbe una corrente infinita nella spira

Questo è uno dei punti dai quali credo nascano alcuni dei problemi di interpretazione del circuito. Una spira a resistenza zero non dà origine a una corrente infinita.

Un esempio parallelo che può aiutare a comprendere è questo. Prendi un trasformatore 1:1 ideale e applica una corrente sinusoidale al primario. A secondario aperto hai una ddp sinusoidale di ampiezza finita. Se ora metti in corto il secondario, scorre una corrente infinita? No. Questo perché la corrente nel secondario riduce il flusso fino ad annullarlo, cosa che avviene quando le due correnti sono uguali.

Anche una spira che si muove in un circuito magnetico modifica il flusso e impedisce alla corrente di superare quella che genererebbe un flusso contrario maggiore di quello originale.

[angel99]

Questa f.e.m. indotta produrrebbe una corrente nella spira dipendente dalla sua resistenza e quindi un nuovo campo magnetico di reazione ortogonale al primo

Questo è un altro punto critico che deve farti pensare. Non esistono campi ortogonali. Sia il campo che attraversa la spira, sia quello generato dalla fem indotta sono paralleli perché indirizzati dal percorso magnetico che, avendo riluttanza nulla, cattura tutte le linee di flusso indirizzandole in modo parallelo nel circuito.

[BrunoValente]

Mamma mia!! la vediamo in modo molto diverso, la discussione si fa interessante, sicuramente sarà molto proficua
Provo a rispondere ai vari punti

Una spira, corrente continua: coppia frenante indipendente dalla velocità della spira, proporzionale alla corrente di statore.

Immagina di aprire elettricamente la spira verticale senza modificare la sua forma, tagliandola insomma in un certo punto della sua estensione, ad esempio su una delle due testate dove c'è più spazio e di collegare un voltmetro in serie ad essa.

Sei d'accordo se dico che, nell'istante in cui la spira transita per la posizione verticale, il voltmetro misurerebbe una tensione indotta nella spira proporzionale al valore del campo statorico e anche alla velocità di rotazione della spira?

Immagina ora di togliere il voltmetro e di collegare al suo posto un generatore di corrente alternata in modo da imporre una corrente alternata nella spira.

Sei d'accordo se dico che, quando la spira è ferma in posizione verticale, per questioni di simmetria, la corrente alternata che scorre nella spira non è in grado di indurre nulla nello statore?

Se pensi che invece possa generare un campo magnetico nel nucleo utile a produrre effetti nell'avvolgimento statorico, sapresti indicare quale dovrebbe essere il suo verso?

Pensa anche che, se le linee di forza nel nucleo generate dalla corrente della spira verticale sono costrette ad essere verticali e, soprattutto, se per questioni di simmetria geometrica, sono anche costrette ad essere distribuite simmetricamente a destra e a sinistra della spira, vuol dire che non si concatenano con la spira verticale.. e allora se non si concatenano con la spira come è possibile che sia stata la corrente nella spira a produrle?

Tornando alla disposizione originale, se la tensione indotta nella spira è proporzionale al campo statorico e alla velocità della spira e se la corrente nella spira (quando transita par la posizione verticale) non è in grado di produrre effetti nello statore, vuol dire che la corrente nella spira dipende solo dal valore della tensione indotta e dalla resistenza della spira, quindi resistenza zero = corrente infinita = coppia infinita.

Una spira, corrente alternata: deriva dal caso precedente, la coppia è proporzionale al valore assoluto della corrente di statore e quindi è pulsante a frequenza doppia di quella di alimentazione dello statore. Non dipende dal rapporto di velocità angolari statore-rotore perché indipendente dalla velocità della spira. La coppia media vale quella del caso in continua.

E invece io penso che la coppia dipenda anche dalla velocità della spira per gli stessi motivi di prima

Due spire, corrente continua, resistenza spira nulla: la spira orizzontale vede tutto il flusso e le sue variazioni opponendosi alle stesse. Il flusso non cambia e quindi la spira verticale non risente di alcuna coppia frenante.

Invece secondo me, siccome la spira verticale non può nulla nei confronti dello statore, non vi sono variazioni di flusso nel nucleo per cui la spira orizzontale non si accorge di nulla e la coppia frenante è ancora quella del caso senza spira orizzontale

Due spire, corrente alternata, resistenza spira nulla: Non c'è flusso, non c'è coppia.

Questa è la grande questione che mi tormenta sarà vero?

Due spire, corrente continua, resistenza spira diversa da zero: la spira orizzontale riduce le variazioni di flusso causate dal movimento di quella verticale in ragione della propria resistenza. Ergo si ha lo stesso caso della spira singola, ma con valori di coppia ridotti.

Invece per me con gli stessi valori

Due spire, corrente alternata, resistenza spira diversa da zero: la spira orizzontale si oppone al flusso di statore in ragione della sua resistenza. Il flusso a spire ferme sarà allora inferiore rispetto al caso con spira singola.

Sono d'accordo..solo su questo

Oltre a questo, nel momento in cui la spira verticale si muove, la spira orizzontale riduce anche le variazioni di flusso causate dal suo movimento. Ergo si ha lo stesso caso della spira singola, ma con valori di coppia ridotti sia dal flusso inferiore, che dalla riduzione di variazione dovuta alla rotazione.

e qui non sono d'accordo o forse sì

Sono in partenza per la Scozia.

Prendi un biglietto anche per me.

[angel99]

Work in progress.
Le cose sono molto più complicate del previsto, ma resto, per ora, sui miei punti fermi.
Mi hai fatto tirare fuori libri che non toccavo da anni.