Forze all'interno delle macchine elettriche

[etec83]

Stavo leggendo vari quesiti di teoria in relazione alla prima prova dell'esame di stato per ingegneria industriale e ce n'è uno che recita:

"Il candidato analizzi i fenomeni alla base della nascita delle forze all'interno delle macchine elettriche introducendo una possibile metodologia per il loro calcolo e particolarizzando, infine, il discorso per una macchina a sua scelta"

Mi è sorto però un dubbio; le forze che si originano in macchine elettriche differenti (per il momento prendo in considerazione le macchine rotanti, forse si potrebbe trovare qualcosa anche in riferimento alle macchine statiche non so, al momento non mi viene in mente niente) sono di natura diversa?
Mi spiego meglio, se prendo il motore a corrente continua la rotazione è causata per effetto delle forze tangenziali (forze di Lorentz) che si vengono a creare sulle bobine di rotore quando immerse in un campo magnetico costante sono attraversate da corrente.

Se prendo il motore a induzione, le forze che si vengono a creare all'interno della macchina io le ho sempre pensate come delle forze che si creano per effetto delle correnti indotte di rotore di opporsi alla causa che le ha generate.
Essendo il campo magnetico rotante, per opporsi a un campo magnetico rotante è necessario che il rotore giri a inseguirlo, pertanto si genera una coppia.

Ora domanda forse stupida, ma a cui non ho mai pensato, questi due fenomeni sono uguali?
Anche nel caso del motore a induzione sono forze di Lorentz sebbene il campo non sia costante come nel primo caso?

Per quanto riguarda invece la seconda parte della domanda, in cui si dice di particolarizzare una possibile metodologia per il loro calcolo, avete la più pallida idea da dove partire?
Nel senso a vostro avviso si riferisce alla coppia o proprio alle singole forze?

Una cosa che mi ricordo ad esempio in relazione al motore asincrono è che quando gli avvolgimenti sono disposti in cave la forza esercitata pee creare coppia dai conduttori è minima in raffronto a quella esercitata dai denti di cava, perché il flusso passa per la maggior parte nei denti, ma per il resto non mi viene in mente nient'altro di così particolare che io abbia affrontato nel mio corso di studi.

[Lele_u_biddrazzu]

...Ora domanda forse stupida, ma a cui non ho mai pensato, questi due fenomeni sono uguali?
Anche nel caso del motore a induzione sono forze di Lorentz sebbene il campo non sia costante come nel primo caso?

In linea di principio, considera che vale la formuletta "magica" F = Bli, pertanto il generico conduttore rotorico di lunghezza l, essendo percorso dalla corrente i e investito dal campo induzione magnetica al traferro B, sarà sottoposto all'azione di una certa forza F

...Per quanto riguarda invece la seconda parte della domanda, in cui si dice di particolarizzare una possibile metodologia per il loro calcolo, avete la più pallida idea da dove partire?
Nel senso a vostro avviso si riferisce alla coppia o proprio alle singole forze?...

Beh la risposta dipende dal livello di precisione che si vuole ottenere e dai dati disponibili... ti posso consigliare un testo che ho trovato molto completo e dettagliato in merito a queste tematiche:

Titolo: Electrical Machines, Volume 2
Autori: M. Kostenko, L. Piotrovsky
Editore: MIR.

[IsidoroKZ]

Dopo tutta la trattazione elettromagnetica, aggiungi una nota che anche le forze di inerzia (forza centripeta) sono importanti, e spesso sono molto piu` grandi di tutte quelle elettromagnetiche.

[etec83]

ti posso consigliare un testo che ho trovato molto completo e dettagliato in merito a queste tematiche:

Titolo: Electrical Machines, Volume 2
Autori: M. Kostenko, L. Piotrovsky
Editore: MIR.

Guarda ne ho a casa di libri di macchine elettriche che potrei aprirci una biblioteca, a cominciare dai libri sacri: Olivieri-Ravelli, Someda, Mario Pezzi, al Fitzgerald-Kingsley-Kusko, al Conte ecc ecc.
Questo comunque mi pare di non averlo, grazie proverò a cercarlo.

Dopo tutta la trattazione elettromagnetica, aggiungi una nota che anche le forze di inerzia (forza centripeta) sono importanti, e spesso sono molto piu` grandi di tutte quelle elettromagnetiche.

Cavoli!!! mi hai fatto ricordare di colpo tutta la trattazione che fa il Correggiari nel libro di Costruzioni Elettromeccaniche nel capitolo Azioni Meccaniche nel traferro, sulle forze tangenziali, radiali e assiali fino ad arrivare a parlare dello scentramento con l'attrazione magnetica trasversale, cose che avevo completamente abbandonato dall'esame di Costruzioni Elettromeccaniche.
In effetti non che siano argomenti semplici, ma è sempre qualcosa in più da aggiungere nel caso.
Grazie.

[etec83]

Giusto per chi interessa, allego in pdf le 5 pagine in questione dal "Costruzioni di Macchine Elettriche" di Francesco Correggiari edizioni Goliardica, 6ed. 1967.

Scusate se la prima pagina si legge in po' male, problema di dimensioni.

pagine da Correggiari.pdf

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[bomber]

Quando usi la F=Bli stai attento al fatto che c'è un prodotto vettore di mezzo, quindi dovresti essere certo che il conduttore i-esimo posto nella cava sia sottoposto ad un induzione B ortogonale alla corrente che ci scorre. Dubito che nelle cave succeda questo poiche il flusso preferirà passare nelle parti in ferro. Quindi aggiungerei che quando si parla di F=Bli bisogna prendere un po' tutto con le molle!!

Ciao

[Lele_u_biddrazzu]

Quando usi la F=Bli stai attento al fatto che c'è un prodotto vettore di mezzo...

Ciao bomber, hai ragione e ti ringrazio per la precisazione. Tuttavia, per semplicità, nel mio intervento avevo considerato i vettori ed ortogonali tra loro

...un induzione B ortogonale alla corrente che ci scorre...

La corrente è una grandezza scalare, pertanto credo sia più corretto riferirsi all'asse "orientato" del generico conduttore attivo preso in considerazione.

...il flusso preferirà passare nelle parti in ferro...

Il flusso dell'induzione magnetica è una grandezza scalare che va riferita sempre ad un determinato percorso chiuso (flusso concatenato)... cosa intendi dire per flusso che preferisce passare da una parte anziché da un'altra? Probabilmente ti riferivi alle linee di forza del campo induzione magnetica, sbaglio

...quando si parla di F=Bli bisogna prendere un po' tutto con le molle!!

Concordo con te

[bomber]

Il flusso dell'induzione magnetica è una grandezza scalare che va riferita sempre ad un determinato percorso chiuso (flusso concatenato)... cosa intendi dire per flusso che preferisce passare da una parte anziché da un'altra? Probabilmente ti riferivi alle linee di forza del campo induzione magnetica, sbaglio

Si giusto così, ero di fretta e mi sono espresso male.

La corrente è uno scalare, ma in quella legge se non erro è determinante sapere il verso che viene stabilito con il versore

[Lele_u_biddrazzu]

...La corrente è uno scalare, ma in quella legge se non erro è determinante sapere il verso che viene stabilito con il versore ...

Certo, infatti il verso di è concorde con quello convenzionale della corrente i (che rimane comunque una grandezza scalare ).