UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI
TERAMO
Rischio Elettrico nei laboratori dei
Dipartimenti Scientifici
Dott. Giuseppe
pp Mazziotti di Celso
Università degli Studi di Teramo
16 Novembre 2010, Teramo
LA CORRENTE ELETTRICA
Corrente elettrica
Flusso di cariche elettriche che ha luogo all’interno
all interno di
alcuni materiali (conduttori).
Conduttori
– Metalli
• R
Rame, argento,
t alluminio
ll i i ((utilizzati
tili
ti per lla costruzione
t i
dei cavi elettrici)
– Tessuti organici (anche noi siamo dei conduttori!)
Isolanti
Materiali che si oppongono al passaggio della corrente
– Vetro, marmo, plastica, gomma, sughero, legno,
carta.
gli isolanti, p
per essere tali, devono essere ben
Tutti g
asciutti.
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA
SUL CORPO UMANO
In caso di infortunio elettrico i danni saranno tanto
agg o qua
quanto
to più
p ù è alta
a ta la
a corrente
co e te cche
e ccircola
co a
maggiori
attraverso il corpo umano.
Questa corrente, in base alla legge di Ohm, è legata:
– alla tensione con cui si viene a contatto;
– alla resistenza che il corpo umano offre al
passaggio di corrente.
La soglia di percezione della corrente elettrica
nell'uomo è circa di 0.5 mA in corrente alternata e di 3
mA in corrente continua
continua.
La tensione non è rilevante negli effetti sull'uomo, ma
occorre una tensione minima per essere
attraversati dalla corrente: sotto i 50 V non si
corrono rischi.
rischi
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA
SUL CORPO UMANO
La resistenza che il corpo umano offre al passaggio
della corrente non è costante,
costante ma dipende da
numerosi fattori:
– superficie
fi i e pressione
i
di contatto;
t tt
– umidità della pelle e del terreno;
– indumenti indossati (se isolanti o meno).
Le conseguenze più gravi si hanno quando la corrente
attraversa la testa ed il torace.
I principali
i i li effetti
ff tti sono elencati
l
ti nella
ll ttabella
b ll
successiva.
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA
SUL CORPO UMANO
Corrente
Definizione
Effetti
1-3 mA
Soglia di percezione
Nessun rischio per la salute
3 10 mA
3-10
Elettrificazione
Sensazione di formicolio
Movimenti riflessi
Tetanizzazione
Contrazioni muscolari.
Paralisi dei muscoli con
difficoltà di distacco
Difficoltà respiratorie
Contrazione di muscoli
addetti alla funzione
respiratoria
i t i
A fi i
Asfissia
Contrazione ancora maggiore
d i muscolili addetti
dei
dd tti alla
ll
funzione respiratoria
Fibrillazione
Alterazione dei battiti cardiaci
che può condurre alla morte.
10 mA
25 mA
25 30 mA
25-30
A
60-75 mA
EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA
SUL CORPO UMANO
Inoltre il passaggio di corrente attraverso i tessuti
provoca un aumento di temperatura.
temperatura
Valori di corrente di alcuni mA/mmq per qualche
secondo
d possono già
ià provocare ustioni.
ti i
Valori dell'ordine di 50 mA/mmq provocano la
carbonizzazione della pelle e anche dei tessuti più
interni in pochi secondi.
Altri effetti indiretti dello shock elettrico possono
essere colpi contro oggetti e cadute dall'alto
dall alto.
IL CONTATTO DIRETTO E INDIRETTO
Gli infortuni di tipo elettrico si hanno quando una
persona entra in contatto con la corrente elettrica.
elettrica
Questo contatto può essere di due tipi:
– contatto diretto
– contatto indiretto.
Il contatto diretto si ha quando si viene a contatto
con una parte dell'impianto
dell impianto normalmente in tensione
(un conduttore, un morsetto, l'attacco di una lampada,
ecc )
ecc.).
IL CONTATTO DIRETTO E INDIRETTO
Il contatto indiretto si ha quando si viene a contatto
con una parte dell'impianto
dell impianto elettrico normalmente non
in tensione, che accidentalmente ha assunto una
tensione pericolosa a causa di un guasto.
guasto
E’ il caso ad esempio dell’involucro metallico di un
motore
t
o di un attrezzo.
tt
IL CONTATTO DIRETTO E INDIRETTO
In genere in un contatto indiretto solo una parte della
corrente di guasto circola attraverso il corpo
umano.
Il resto
t d
della
ll corrente
t passa attraverso
tt
i contatti
t tti a tterra
della massa metallica.
Nonostante ciò non bisogna pensare che i contatti
indiretti siano meno pericolosi di quelli diretti,
proprio perché possono portare all'infortunio elettrico
durante il normale uso di attrezzi e utensili elettrici.
PRESE DI CORRENTE
Nelle cosiddette prese di corrente non c’è la corrente,
ma la tensione,
tensione la forza esterna cioè che fa muovere
gli elettroni da un atomo all’altro.
L ttensione
La
i
sii misura
i
iin volt
lt (220 volt
lt ttensione
i
ordinaria).
PRESE DI CORRENTE
Una presa ha tre fori:
– foro
f
centrale,
l solo
l ffunzione
i
di sicurezza;
i
– foro 1, forza elettromotrice, spinge
p g le cariche
elettriche;
– foro 2
2, riceve le cariche elettriche spinte dalla
forza elettromotrice e che hanno terminato la loro
corsa nel circuito esterno
esterno.
PRESE DI CORRENTE
Se nella presa non è inserito nulla, essa non produce
alcun effetto.
effetto
Quando si introduce qualcosa, ad esempio una
l
lampadina,
di
il circuito
i it ttra il fforo 1 e 2 sii chiude.
hi d
Si crea cioè un collegamento tra il foro che spinge (1)
e quello che assorbe (2).
Di conseguenza nel filo della lampadina comincia a
fluire una corrente elettrica, che la accende.
PRESE DI CORRENTE
Frecce bianche: senso di spostamento della corrente.
E
Esce
d
dall fforo 1
1, percorre il fil
filo di collegamento,
ll
arriva
i
sul torso (T) filettato della lampadina.
Il torso è collegato col filamento, cosa che permette
alla corrente di fluire fino ad esso e di accendersi.
La corrente esce dall’altro punto di contatto, il bottone
metallico C situato sul fondo della lampadina
lampadina,
percorre il filo e rientra nel foro 2 della presa.
LA RESISTENZA ELETTRICA
Nonostante la tensione sia sempre pari a 220 volt,
alcune lampadine fanno più luce di altre
altre.
Ciò è dovuto alla quantità di corrente che le attraversa
e che
h è ffunzione
i
d
della
ll resistenza
i t
elettrica.
l tt i
Essa è la tendenza che hanno i materiali a frenare di
più o di meno lo scorrere degli elettroni.
Maggiore la resistenza, minore la corrente che riesce
a fluire.
Le lampadine più luminose hanno una resistenza
minore di quelle meno luminose.
LA RESISTENZA ELETTRICA
Esistono diversi modi per realizzare una lampadina più
luminosa di un’altra:
un altra:
– si può utilizzare un materiale che per sua natura
abbia
bbi una minore
i
resistenza
i t
elettrica
l tt i e che
h
quindi presenti una maggiore attitudine ad essere
attraversato
tt
t dalla
d ll corrente;
t
– a parità di materiale, si può utilizzare un cavo di
sezione maggiore;
– si può fare in modo che la lunghezza del cavo
sia minore, a parità di sezione e materiale.
LA RESISTENZA ELETTRICA
La resistenza elettrica può essere calcolata con la
seguente formula:
l
R =ρ
s
ρ = resistività ((ohm mm2/m),
), valori tabellati
l = lunghezza (m)
s = sezione
i
((mm2)
La resistività è una caratteristica fisica che è specifica
di ciascun materiale.
Il rame, per esempio, ha una resistività minore del
ferro e quindi è più adatto a far passare la corrente.
LA LEGGE DI OHM
V = tensione applicata, volt
I = corrente che attraversa il conduttore
conduttore, Ampere
R = resistenza del conduttore, Ohm
V = R ·II
Esempio
Dato un utilizzatore con resistenza di 44 ohm,,
collegato ad una tensione pari a 220 volt, la corrente
potrà attraversarlo sarà p
pari a 220/4 = 5 ampere.
p
che p
LA POTENZA ELETTRICA
La potenza elettrica, si misura in watt (W), è funzione
di due parametri:
– la tensione, V;
– la corrente, I.
P=V·I
Le lampadine in figura hanno la
stessa potenza di 40 W
W.
Quella a 12 V assorbirà una
I=3 3 A
I=3,3
A.
Quella a 220 V assorbirà una
I 0 18 A
I=0,18
A parità di potenza, minore la
tensione, maggiore la corrente
assorbita.
I DATI DI TARGA
Ogni utilizzatore (frigorifero, forno elettrico,
asciugacapelli ecc
asciugacapelli,
ecc.)) è caratterizzato da due dati
dati,
riportati su una targhetta:
– la
l ttensione
i
di ffunzionamento;
i
t
– la potenza che assorbe, quando è alimentato da
quella tensione.
La tensione di funzionamento deve essere
assolutamente rispettata, pena la distruzione
dell'utilizzatore
dell
utilizzatore stesso.
stesso
Generalmente la tensione è 220 volt, quindi è poco
probabile che un utilizzatore venga collegato ad una
tensione errata.
I DATI DI TARGA
La potenza assorbita invece può variare anche di
molto:
– un televisore da 14 pollici assorbe circa 14 W;
– un trapano elettrico circa 500 W;
– un forno p
può anche superare
p
i 1500 W.
Attenzione alla somma delle potenze degli utilizzatori
che funzionano contemporaneamente.
contemporaneamente
Se questo valore è maggiore di quello consentito,
scatta
tt la
l protezione
t i
di sovraccarico.
i
I DATI DI TARGA
I DATI DI TARGA
CORRENTE ALTERNATA
Consideriamo la corrente che preleviamo da una
comune presa, mediante ad esempio una lampadina.
E’ un
n esempio di corrente alternata.
alternata
Nell’istante 1 essa esce dal foro superiore, attraversa
la lampadina e rientra nel foro inferiore.
e sta te 2 essa esce da
dal foro
o o inferiore
e o e e rientra
e t a in
Nell’istante
quello superiore dopo aver attraversato la lampadina.
Dopo un altro breve istante di tempo la situazione si
inverte ancora e così via.
CORRENTE ALTERNATA
In Italia
Italia, la corrente cambia effettivamente direzione
(polarità) 50 volte al secondo.
Ciò vuol
ol dire che nel bre
breve
e inter
intervallo
allo di un
n
cinquantesimo di secondo, la corrente scorre:
– in un verso per la prima metà (e quindi per un
centesimo di secondo), istante 1;
– nel verso opposto per l'altra metà (l'altro
centesimo di secondo), istante 2.
CORRENTE ALTERNATA
Oltre a cambiare direzione
direzione, la corrente fluisce con
un valore che non è costante, ma varia da zero ad
un massimo e poi di nuovo a zero
zero.
Una corrente con tali caratteristiche viene definita
corrente
t alternata,
lt
t ed
d è quella
ll che
h più
iù usiamo
i
nella
ll
vita di tutti i giorni, senza renderci conto di come essa
sia inquieta.
CORRENTE ALTERNATA
VALORE EFFICACE
Il valore massimo della corrente nel grafico precedente
è pari a 310 V
V.
Tuttavia la maggior parte degli apparecchi che
f
funzionano
i
a corrente
t alternata
lt
t devono
d
essere
alimentati a 220 V.
Il valore comunemente indicato di 220 V è il cosiddetto
valore efficace, una sorta di valore medio.
Quando misuriamo con un tester il valore della
tensione alternata
alternata, lo strumento visualizza il valore
efficace della tensione.
Il valore efficace esprime la reale efficacia di una
tensione sinusoidale e viene determinato in base
all’effetto
ll’ ff tt ttermico
i che
h esso produce.
d
EFFETTO TERMICO
Supponiamo di alimentare una stufetta con la nostra
tensione a corrente alternata.
alternata
Essa produrrà una certa quantità di calore,
raggiungendo
i
d una certa
t ttemperatura
t
T di cuii
T,
prendiamo nota.
Stacchiamo poi la stufetta dalla corrente alternata ed
alimentiamola con una corrente continua.
Aumentiamo il valore della tensione continua, fino a
raggiungere la temperatura di T ottenuta con la
tensione alternata.
Questo valore della tensione continua corrisponde
esattamente al valore efficace della tensione
alternata
lt
t da
d cuii siamo
i
partiti.
titi
EFFETTO TERMICO
Se noi accendiamo una lampadina
collegandola alla presa di 220 V
c.a., la lampada fa la stessa luce
che farebbe se funzionasse con una
tensione continua di 220 V.
Q
Questo
t succede
d perché
hé il fil
filamento
t
della lampadina, grazie alla sua
inerzia termica, non può seguire le rapide variazioni
dei valori di tensione, né quando diventano zero, né
quando sono massimi.
Essa emette quindi una luce media costante.
costante
Se la tensione di rete avesse una frequenza più
bassa per esempio inferiore ad 1 Hz
bassa,
Hz, le nostre
lampade si comporterebbero come quella in figura.
CORRENTE ALTERNATA PREGI
La corrente alternata ha il pregio di poter essere
manipolata a piacimento
piacimento.
E' facile per esempio da una tensione alternata
ottenerne
tt
una di valore
l
completamente
l t
t di
diverso, più
iù
alto o più basso, a seconda delle necessità di
utilizzazione.
tili
i
Basta fare uso di un trasformatore, un dispositivo di
costruzione abbastanza semplice e dal rendimento
elevato.
Ad esempio se voglio servirmi di un motore che
funziona a 48 V e voglio utilizzare la tensione di rete a
220 V, basta procurarsi un trasformatore 220/48 V e il
problema è risolto.
risolto
CORRENTE ALTERNATA DIFETTI
D’altra parte la corrente alternata non è adatta, per
esempio a far funzionare apparecchiature audio
esempio,
audio.
Se una tensione alternata arriva ad un altoparlante,
questo
t comincia
i i iimmediatamente
di t
t a produrre
d
un
caratteristico rombo, ovvero un suono a bassa
f
frequenza,
continuo,
ti
che
h non permette
tt di udire
di altro.
lt
Quindi per alimentare un registratore,
g
uno stereo o
qualunque apparecchiatura musicale devo prima
trasformare la corrente di rete in una corrente
continua.
Essa avendo un flusso lineare e costante
Essa,
costante, non
produce rumore e permette il regolare funzionamento
dei circuiti audio,
audio così come di qualunque
apparecchiatura elettronica.
IL TRASFORMATORE
Il trasformatore è costituito da un nucleo metallico,
chiuso ad anello
anello, la cui grandezza può variare anche
di molto, in funzione della potenza erogata.
I t
Intorno
all nucleo
l sii realizzano
li
d avvolgimenti,
due
l i
ti con
filo di rame smaltato, proprio avvolgendo il filo come si
vede
d iin fi
figura.
Da una parte si realizza l'avvolgimento
g
che sarà
collegato alla tensione più alta (quello di sinistra, con
p , che collegheremo
g
p
per esempio
p a 220 volt).
)
tante spire,
Dall'altra parte si realizza l'avvolgimento con meno
spire quello che fornirà una tensione più bassa (per
spire,
esempio 12 V).
IL TRASFORMATORE
IL TRASFORMATORE
Passando nelle spire, la corrente produce un effetto:
crea un campo magnetico,
magnetico cioè il nucleo di ferro del
trasformatore diventa una specie di calamita.
A i i
Avvicinando
d all nucleo
l una llametta
tt d
da b
barba,
b essa sii
mette a vibrare, per effetto del campo magnetico che
vii sii iinduce.
d
Però a differenza della calamita che attrae a sé e
basta, il campo magnetico del trasformatore è un
p magnetico
g
alternato,, così come è alternata la
campo
corrente che lo crea.
Le vibrazioni a cui è soggetta la lametta sono
esattamente a 50 hertz ovvero la frequenza della
corrente di rete
rete.
IL TRASFORMATORE
Il campo magnetico variabile, attraversando tutto il
nucleo metallico del trasformatore
trasformatore, dà origine ad una
corrente indotta nell'altro avvolgimento
P
Permette
tt cosìì di prelevare
l
d
da quest'ultimo
t' lti
una
tensione, anche se non esiste nessun collegamento
elettrico.
l tt i
Il trasformatore infatti, oltre a consentire di variare il
valore della tensione, permette di ottenere in uscita
p
isolato da quello
q
un circuito completamente
principale.
Il circuito di uscita dunque è totalmente sicuro,
sicuro anche
per chi dovesse accidentalmente venire a contatto con
i fili ad esso collegati
collegati.
L’AUTOTRASFORMATORE
ATTENZIONE!
I vari avvolgimenti di un autotrasformatore NON sono
isolati fra loro.
Si tratta di un unico avvolgimento con varie prese,
dove tutti i terminali risultano direttamente
COLLEGATI ALLA RETE.
Occorre quindi la massima attenzione nell
nell'uso
uso di tali
apparecchi.
Il pericolo sta anche nel fatto che spesso
commercialmente l’autotrasformatore viene chiamato
col nome di trasformatore,
trasformatore pur essendo
strutturalmente molto diverso.
AVVOLGIMENTO PRIMARIO E SECONDARIO
I due avvolgimenti del trasformatore, quello di entrata
e quello di uscita,
uscita si chiamano rispettivamente
primario e secondario.
Ci
Ciascuno
di essii è composto
t d
da un numero di spire
i
che naturalmente non è casuale.
Le spire sono esattamente proporzionali alle
diverse tensioni, dipendono inoltre dalla potenza del
trasformatore.
Il rapporto fra il numero di spire primarie ed il numero
di spire secondarie è esattamente uguale al rapporto
fra le tensioni dei due avvolgimenti e viene definito
rapporto di trasformazione.
IL TRASPORTO DELL’ENERGIA ELETTRICA
I trasformatori sono importantissimi anche perché
rendono possibile il trasporto dell'energia
dell energia elettrica dai
luoghi di produzione a quelli di utilizzazione.
C ti i e centinaia
Centinaia
ti i di megawatt
tt viaggiano
i
i
di
continuo sulle linee elettriche.
Senza i trasformatori per far viaggiare potenze così
grossi come tronchi
elevate occorrerebbero cavi g
d'albero!
Sappiamo però che P = V · I.
I
Aumentando la V, la I diminuisce e quindi anche la
sezione dei cavi
cavi.
Il trasformatore eleva la tensione anche a valori di
decine di migliaia di volt.
IL TRASPORTO DELL’ENERGIA ELETTRICA
Anche a distanza si avverte l’alta tensione.
Sotto un elettrodotto si può sentire il classico crepitio
dell'alta tensione, quale effetto dell’enorme campo
elettrico
l tt i generato!
t !
Giunta a destinazione un altro trasformatore provvede
a riabbassare la tensione, portandola ai valori adatti
alle applicazioni comuni.
Tutto questo non sarebbe possibile con la corrente
continua poiché essa non è in grado di dare origine
continua,
ad un campo magnetico variabile e quindi non
permette di usare i trasformatori.
trasformatori
LA CAPACITA’
La corrente continua è propria di quei dispositivi come
le pile
pile, gli accumulatori,
accumulatori le batterie
batterie.
Ciascuno di essi è caratterizzato:
– da un valore della tensione che può fornire;
– dalla capacità.
p
La capacità è una grandezza che tiene conto:
– della corrente erogata
erogata,
– del tempo per cui la pila riesce ad erogare tale
corrente.
p
la corrente p
per le ore e
Essa si ottiene moltiplicando
perciò si misura in Ah (ampere-ora).
LA CAPACITA’
Ad esempio le pile in figura hanno
tutte la stessa tensione di 1
1,5
5V
V.
Tuttavia la loro capacità aumenta
all’aumentare delle loro dimensioni.
Una lampadina
U
l
di sii accenderà
d à nello
ll stesso
t
modo
d con
ciascuna pila, ma con una più grande (maggiore
capacità) essa rimarrà accesa più a lungo.
per q
quegli
g altri g
generatori
Quanto detto è valido anche p
di energia elettrica, come gli accumulatori o le
batterie che troviamo nelle nostre auto o nei telefonini
cellulari.
A differenza delle pile
pile, questi sono ricaricabili
ricaricabili.
CORRENTE CONTINUA
Finché la pila o la batteria è carica ed eroga corrente,
questa fluisce sempre nella stessa direzione e con un
valore praticamente costante.
U corrente
Una
t con ttalili caratteristiche
tt i ti h viene
i
d
definita
fi it
corrente continua.
Essa fluirà tra i due contatti metallici della pila/batteria,
) attraversando
uscendo sempre dal polo positivo ((+),
l’utilizzatore e rientrando sempre nel polo negativo (−).
IL FORO CENTRALE DELLA PRESA
Il foro centrale delle prese risulta collegato a terra o a
massa mediante un filo che va a finire nel terreno
massa,
terreno,
dove si allestisce una presa di terra.
E
Essa
è uno scavo che
h viene
i
riempito
i
it di sostanze
t
iin
grado di ridurre la resistività del terreno e quindi di
f
favorire
i la
l dispersione
di
i
dell'elettricità.
d ll' l tt i ità
Normalmente nel filo di terra, quasi sempre di colore
giallo e verde, non passa alcuna corrente.
Se però un filo che porta la corrente si spella o si
brucia, esso viene a contatto diretto con parti
metalliche dell’utilizzatore
dell utilizzatore.
La corrente si trova così a circolare in tutto
l’ tili
l’utilizzatore,
t
esponendo
d l’l’operatore
t
a gravii rischi.
i hi
IL FORO CENTRALE DELLA PRESA
Il filo centrale, collegato ad un corpo a bassissima
resistività consente in questi casi di
resistività,
malfunzionamento di creare un percorso privilegiato
per la corrente.
corrente
Essa preferirà dirigersi verso un corpo a bassa
resistività,
i ti ità piuttosto
i tt t che
h attraversare
tt
il corpo
dell’operatore, caratterizzato da una resistività con
buona probabilità maggiore, il cui valore dipende però
da molti fattori:
– tipo di scarpe indossate;
– tipo di pavimento;
– mani bagnate;
– eventuali guanti indossati, ecc.
LE SPINE
Ogni apparecchiatura che deve funzionare con la
corrente elettrica è dotata di un cavo che termina con
una spina.
Spina standard
italiana da 10 A
Pmax = 1500 W
Spina standard
italiana da 16 A
P > 1500 W
Caricare una spina oltre la potenza massima significa
surriscaldarla, correndo il rischio che essa possa
fondersi ed innescare un incendio.
LE SPINE
Un'altra spina utilizzata su molti apparecchi è quella di
tipo tedesco/francese,
tedesco/francese detta anche "Shuko"
Shuko .
Essa ha due spinotti che, pur essendo distanziati fra
l
loro
come quelli
lli d
della
ll spina
i ititaliana
li
d
da 10 A
A, sono più
iù
grossi e quindi non entrano nelle prese di tipo italiano.
Il collegamento con la terra avviene tramite due
g
laterali.
linguette
GLI ADATTATORI
Le spine shuko richiedono apposite prese a pozzetto,
dotate di contatti laterali per la terra.
terra
In alternativa le spine tedesche possono essere
collegate
ll
t ad
d una normale
l presa ititaliana
li
d
da 16
ampere, usando un adattatore.
Adattatore per collegare
una spina tedesca ad
presa italiana da 16
una p
A.
Adattatore che
consente di collegare
ad una presa da 16 A
una spina italiana sia da
16 A che da 10 A
GLI ADATTATORI
Mai collegare a
questo adattatore
una spina shuko.
PRESE A PARETE DI VARIO TIPO
E un esempio di allestimento di prese da parete,
E’
formato:
– a sinistra
sinistra, da due prese adatte a spine italiane sia
da 10 che da 16 ampere,
– a destra da una presa a pozzetto per spine shuko
franco-tedesche.
Per motivi di sicurezza è senz'altro
senz altro consigliabile
attrezzare bene le prese a parete, piuttosto che
ricorrere ad una serie di adattatori
adattatori, magari infilati
uno nell'altro.
LE PRESE MULTIPLE
Le prese multiple sono in grado di
reggere diversi valori della
potenza elettrica (da 2000 a 3500
W) con prese da 10 a 16 A
W),
A.
Prima di passare al loro utilizzo è
necessario
i sommare lla potenza
t
di ciascuna apparecchiatura che
vogliamo collegare e confrontare
questo valore con quello
supportato dalla presa.
Ovviamente
O
i
t la
l somma delle
d ll potenze
t
delle
d ll
apparecchiature deve essere inferiore alla potenza
elettrica supportata dalla presa.
LE PRESE MULTIPLE
Per scegliere una presa multipla sicura è necessario
seguire
segu
e quest
questi co
consigli.
sg
– Verificare la resistenza meccanica dei contatti
che compongono la spina: nei casi di prese
multiple particolarmente economiche i contatti
g
a curvarsi anche sotto una leggera
gg
tengono
pressione delle dita.
– Mai utilizzare una presa multipla i cui contatti
sono stati curvati e successivamente riportati
posizione originale.
g
nella p
– Valutare se la spina si inserisce completamente
presa: un contatto
e stabilmente nella p
incompleto o instabile può provocare
possibile innesco di
surriscaldamenti con p
incendio.
LE PRESE MULTIPLE
– Valutare la forza necessaria per estrarre la
spina dalle prese della ciabatta.
ciabatta Un distacco
operato con debole forza o addirittura spontaneo
(se la presa viene capovolta) può generare
surriscaldamenti e incendi durante il
funzionamento.
funzionamento
– Scegliere la presa multipla con il cavo di
alimentazione di sezione maggiore.
– Mai unire p
più prese
p
multiple
p insieme in un
collegamento cosiddetto “a cascata”: la prima
della catena verrebbe sovraccaricata,, con il
rischio di danni all’impianto elettrico e di incendio.
LE PRESE MULTIPLE
– Gli utilizzatori il cui assorbimento è superiore a
1000 W (es.
(es forni,
forni fotocopiatrici,
fotocopiatrici caloriferi
caloriferi, ecc
ecc.))
non possono in alcun modo essere collegati
alla rete attraverso una presa multipla
multipla.
– Non posizionare prese multiple in luoghi dove
possano essere danneggiate
d
i t (calpestate,
( l
t t
schiacciate, bagnate, ecc.).
– Evitare che i cavi di alimentazione delle
pp
attraversino liberamente
apparecchiature
ambienti e passaggi.
– Evitare che i cavi elettrici entrino in contatto con
eccessive fonti di calore (termosifoni), perché tale
situazione accorcia la vita del cavo.
cavo
LE PRESE MULTIPLE
– Inserire e/o disinserire le spine dalle prese con le
apparecchiature spente
spente.
– Non tirare i cavi elettrici delle apparecchiature
per togliere
t li
la
l spina.
i
I caso contrario
In
t i sii rischia
i hi
di staccare il cavo dalla spina o, per prese non
b fi
ben
fissate
t alla
ll parete,
t di staccare
t
addirittura
ddi itt
lla
presa dal muro.
LE PRESE MULTIPLE
LE PRESE MULTIPLE
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
Una presa elettrica industriale (e la sua
corrispondente spina elettrica industriale) è un
tipo di presa per corrente elettrica che, a
differenza delle normali p
prese elettriche da 10 e
16 A,
– è in grado di sopportare le maggiori
correnti utilizzate in ambito industriale;
– sono progettate in modo da potere
funzionare in sicurezza in condizioni
ambientali difficili (all
(all'aperto
aperto, esposte
all'acqua, al ghiaccio, alla sabbia e a vari
agenti chimici)
– sono realizzate per garantire maggiore
robustezza meccanica e protezione
contro le disconnessioni accidentali.
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
Interruttore di blocco =
comando fisicamente
connesso con un dispositivo
di blocco meccanico che
consente manovre di
inserzione e disinserzione
della spina solamente con la
presa fuori tensione.
tensione
Tale dispositivo impedisce sia la manovra di
chiusura dell’interruttore nel caso in cui la spina non
sia inserita nella presa
presa, sia l’estra
l’estrazione
ione della spina
con il dispositivo in posizione di chiusura.
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
In Europa sono diffuse le prese conformi allo standard
IEC 309
309.
La tensione delle prese è codificata con un colore.
Spina 3P+T
400 V, 16 A
Spina 2P+T
230 V, 16 A
25 V: Viola
50 V: Bianco
100-130 V: Giallo
200-250 V: Blu
346-460 V: Rosso
500-750 V: Nero
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
Inoltre le prese per le differenti tensioni presentano
uno o più tacche di plastica
plastica, definite come punti di
riferimento principale ed ausiliario e una diversa
posizione dei contatti che impediscono l'inserimento
l inserimento
di una spina non corrispondente.
L di
La
dimensione
i
d
delle
ll prese e d
delle
ll spine
i
corrispondenti, a parità di numero di contatti, varia a
seconda del valore della corrente.
possibile inoltre abbinare p
prese e spine
p
con
Non è p
differente disposizione dei contatti o differente
valore di corrente massima.
Per esempio una presa da 16 A 3P+T (3 poli + terra)
400 V non combacia con una 16 A 3P+N+T (3 poli +
neutro + terra) 400 V.
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
Per le prese a bassa tensione (50 ÷ 750 V) i
connettori possono essere del tipo:
– 2 poli + terra (monofase + neutro oppure corrente
continua;
ti
– 3 poli + terra (trifase senza neutro);
– 3 poli + terra + neutro (trifase con neutro).
Il contatto di messa a terra è sempre presente
presente.
I valori delle correnti sono: 16, 32, 63 e 125 A.
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
Per le prese a bassissima tensione (< 50 V) i
connettori possono essere:
– 2 poli (monofase + neutro oppure corrente
continua)
ti
)
– 3 poli (trifase).
Non è presente il contatto di messa a terra.
I valori delle correnti sono: 16 e 32 A
A.
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
Le combinazioni più diffuse in laboratorio sono:
– giallo 2P+T (100 ÷ 130 V)
V),
– blu 2P+T (200 ÷ 250 V),
– rosso 3P+T (346 ÷ 460 V),
– rosso 3P+N+T (346 ÷ 460 V)
V).
PRESE E SPINE ELETTRICHE INDUSTRIALI
IL GRADO DI PROTEZIONE IP
Gli impianti elettrici devono essere progettati tenendo conto
g ambienti in cui saranno installati.
degli
ll grado di protezione IP (standard International Protection) di
un componente elettrico è un parametro che esprime il suo
livello di protezione contro l'ingresso di corpi solidi e liquidi
attraverso due numeri:
– da zero a sei per i solidi;
– da zero a otto per i liquidi.
Ad esempio:
– IP 44 (protezione contro l'accesso a parti pericolose con
corpi estranei di diametro superiore ad 1 mm e agli spruzzi
d'acqua da tutte le direzioni).
– IP 67 (protezione totale contro la polvere e contro gli effetti
dell'immersione temporanea).
Ogni componente deve riportare tale indicazione.
MISURE PREVENTIVE
I laboratori chimici sono classificati dalla norma a
agg o rischio
sc o di
d incendio,
ce d o, così
cos come
co e i depos
depositi
t d
di
maggior
gas compresso ed i laboratori in genere con notevole
densità di affollamento.
In questi ambienti è necessario attuare le seguenti
p
misure preventive:
– Garantire un totale isolamento di tutte le parti
attive con conduttori elettrici sotto traccia, entro
canalette o in tubi esterni (non in metallo).
– non congiungere i fili elettrici con il classico
giro di nastro isolante. Questo tipo di
precario. Le
isolamento risulta estremamente p
parti terminali dei conduttori o gli elementi "nudi"
pp
cassette o in
devono essere racchiusi in apposite
scatole di materiale isolante.
MISURE PREVENTIVE
– sostituire tutti i componenti dell'impianto rotti
o deteriorati (prese a spina
spina, interruttori,
interruttori cavi
cavi,
etc.).
– le
l prese fi
fisse a muro, lle prese a spina
i volanti
l ti e
gli apparecchi elettrici non devono essere a
portata
t t di mano nelle
ll zone in
i cuii è presente
t
acqua.
L’INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
L'interruttore differenziale (detto anche salvavita da
un nome commerciale largamente utilizzato) è un
dispositivo elettrotecnico in grado di interrompere un
circuito in caso di guasto verso terra (dispersione) o
folgorazione fase-terra.
N offre
Non
ff alcuna
l
protezione
t i
contro
t sovracorrente
t o
cortocircuito tra fase e fase o tra fase e neutro, per i
quali è invece richiesto un interruttore
magnetotermico.
L’INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
L’INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
Il principio di funzionamento di un interruttore
differenziale si basa:
– per un sistema monofase sul continuo
confronto
f t del
d l valore
l
d
della
ll corrente
t iin iingresso
con quella in uscita.
– per un sistema trifase sulla somma delle
correnti entranti ((positiva)) e di quelle uscenti
(negativa).
L’INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
Supponiamo che un’apparecchiatura connessa
all’impianto
a
p a to sub
subisca
sca u
un guasto, ta
tale
e cche
e ssi venga
e ga a
creare un collegamento tra la linea elettrica e la
carcassa metallica.
L’operatore potrebbe trovarsi in condizioni di contatto
indiretto.
In questo caso tra il punto neutro e la terra, che sono
collegati, si verifica un passaggio di corrente.
Essa non ritorna attraverso l’interruttore differenziale
che si trova a monte dell’impianto
dell impianto.
Il valore della corrente di entrata e quella di uscita non
è più uguale (monofase) o la somma delle correnti
entranti ed uscenti non è più nulla (trifase).
L’interruttore
L
interruttore differenziale interviene
interviene, aprendo il circuito
(protezione contro i contatti indiretti).
L’INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
Nel caso in cui una persona tocchi una parte che è
o a e te in tensione,
te s o e, co
come
e ad ese
esempio
pou
un
normalmente
conduttore elettrico non isolato, si parla di contatto
diretto.
Anche in questo caso l'interruttore differenziale
gg p
parte dei casi,, una buona
fornisce,, nella maggior
protezione, purché:
– sia del tipo ad alta sensibilità, cioè con corrente
differenziale minore o uguale a 30 mA;
– abbia un tempo di intervento sufficientemente
breve (pochi millisecondi).
La presenza dell'interruttore
dell interruttore differenziale non esime
assolutamente dall'obbligo di predisporre un impianto
di terra realizzato a regola d'arte.
d arte.
L’INTERRUTTORE MAGNETOTERMICO
L'interruttore magnetotermico, detto anche
interruttore automatico,
automatico è un dispositivo
elettrotecnico in grado di interrompere un
circuito in caso di sovracorrente (parte
termica) e di cortocircuito (parte magnetica).
S tit i
Sostituisce
il ffusibile,
ibil con il vantaggio
t
i
– di una maggior
gg
precisione di
intervento,
– di essere facilmente ripristinabile con
la pressione di un pulsante o
ll'azionamento
azionamento di una leva
leva.
L’INTERRUTTORE MAGNETOTERMICO
Protezione dal cortocircuito (parte magnetica).
Il cortocircuito si verifica quando due fili conduttori a
differente potenziale entrano in diretto contatto tra
di loro,
l
provocando
d un elevatissimo
l
ti i
ed
d iistantaneo
t t
valore della corrente.
L’interruttore è dotato di un relè in grado di:
– rilevare questo elevato impulso della corrente,
– attivare un dispositivo meccanico che
istantaneamente provoca l’apertura
l apertura del circuito.
circuito
L’INTERRUTTORE MAGNETOTERMICO
Protezione dal sovraccarico (parte termica).
Questo problema si verifica quando ll'intensità
intensità di
corrente supera un valore prefissato, a causa per
esempio di troppi carichi accesi contemporaneamente.
Il limite di corrente è determinato da limiti costruttivi
dell'impianto
dell
impianto e in particolare dalla capacità dei fili
conduttori di smaltire il calore prodotto per effetto
Joule.
La rilevazione avviene per mezzo di una resistenza
elettrica abbinata ad una lamina bimetallica.
bimetallica
A causa della differenza nella dilatazione termica di
due metalli accoppiati,
accoppiati la lamina si piega fino a
provocare lo scatto dell'interruttore.
Alcuni apparecchi più moderni impiegano sistemi
elettronici.
INTERRUTTORE DIFFERENZIALE CHE
INCORPORA IL MAGNETOTERMICO
Sono molto diffusi in
commercio apparecchi
che integrano entrambi i
p
dispositivi.
MAGNETOTERMICO FORNITO DALL’ENEL
PER USI DOMESTICI
CORRENTE TRIFASE
Un sistema trifase è costituito da tre fasi (R-S-T) che
alimentano contemporaneamente l’utilizzatore
l utilizzatore.
Si hanno così tre tensioni alternate che hanno le
seguenti
ti caratteristiche:
tt i ti h
– presentano lo stesso valore e la stessa
frequenza;
– sono sfasate tra loro di 120°.
120 .
L’uguaglianza della frequenza (velocità di rotazione
dei vettori) garantisce la costanza nel tempo dello
sfasamento.
CORRENTE TRIFASE
Basse tensioni (230 V)
Potenze medio-alte
Sistema trifase
Basse tensioni (230 V)
Potenze basse
Sistema monofase
Medio-alta tensione
Q l
Qualunque
potenza
Sistema trifase
CORRENTE TRIFASE
In un sistema monofase si hanno a disposizione due
cavi ((fase
ca
ase e neutro).
eut o)
In un sistema trifase si hanno a disposizione 4 cavi
(tre fasi + un neutro comune).
Graficamente il potenziale del neutro è rappresentato
dal punto N di applicazione dei vettori
vettori.
Ogni fase ha una differenza di potenziale rispetto a N
di 230 V (lunghezza del vettore)
vettore).
La differenza di potenziale tra una fase e l’altra è di
400 V
V.
CORRENTE TRIFASE
Il sistema trifase presenta i seguenti vantaggi:
– Possibilità di creare un campo magnetico rotante
rotante,
alla base del funzionamento di tutti i motori
elettrici,
l tt i i con un rendimento
di
t superiore
i
rispetto
i
tt aii
sistemi monofase.
– Ottimizzazione dei conduttori, con la
g di
possibilità, nel caso di trasporto di energia,
risparmiare considerevolmente quantità di rame e
alluminio.
– Minori perdite di trasporto dell’energia, grazie
alla minore potenza dissipata lungo le linee
elettriche rispetto ad un sistema monofase.
