PRESE A SPINA
TIPO A - Standard italiano - E' la presa più diffusa nelle nostre abitazioni e può sopportare
una corrente massima di 10 ampere, cioè una potenza di circa 2000 watt. Nel suo uso
bisogna evitare il sovraccarico con prese multiple o con adattatori che permettano
l'inserimento di spine da 16 A (adatte per le prese di tipo B). Il morsetto di terra è quello
centrale.
TIPO B - Standard italiano - Può sopportare una corrente massima di 16 ampere (circa 3500
watt). Si trova in casa in alcuni punti ove è previsto un maggiore assorbimento di corrente (ad
es. lavatrice). Il morsetto di terra è quello centrale.
TIPO C - Presa bivalente - Unisce i due tipi precedenti permettendo l'inserimento sia delle
spine da 10 A, sia di quelle da 16 A. Il morsetto di terra è quello centrale.
TIPO D - Standard tedesco - Si può trovare generalmente in cucina per l'uso di alcuni
elettrodomestici come il frigorifero. La corrente può al massimo raggiungere 16 A. I morsetti
di terra sono posti lateralmente.
Per evitare accidentali contatti con le parti in tensione bisogna preferire prese con alveoli protetti nelle quali i
fori, normalmente chiusi da una membrana isolante, si aprono solo inserendo la giusta spina.
Non basta la sola presa per stabilire quanta corrente possiamo prelevare. Ad esempio:
- in impianti non eseguiti a regola d'arte, una presa da 16 ampere potrebbe essere alimentata
da cavi non idonei a sopportare tale corrente.
- una linea da 16 ampere può alimentare più prese da 16 ampere. Se preleviamo questa
corrente da una sola presa, alle altre non è possibile collegare alcun carico (ovviamente deve
esserci una protezione a monte per evitare il sovraccarico).
Attenzione, inoltre, agli adattatori.
LAMPADE
GRANDEZZE FOTOMETRICHE
Flusso luminoso - è la quantità di luce emessa da una lampada in un secondo. Si misura in
lumen (lm)
Efficienza luminosa - è il rapporto tra il flusso luminoso e la potenza elettrica assorbita. Si
misura in lumen per watt (lm/W). Infatti due lampade di diverso tipo possono assorbire la
stessa potenza ma emettere un flusso luminoso diverso. Quella che emette un flusso luminoso
maggiore ha una maggiore efficienza luminosa.
Illuminamento - è il flusso luminoso per metro quadro. Si misura in lux (lx = lm/mq).
RESA DEI COLORI
Un oggetto, che non emette luce propria, appare di un certo colore perchè riflette quelle
determinate radiazioni luminose. Risulta ovvio che tali radiazioni devono essere presenti
nell'emissione della lampada per essere riflesse.
Una una buona illuminazione devono essere presenti tutte le lunghezze d'onda visibili. Per le
lampade esiste l'indice di resa cromatica (IRC) che può assumere un valore massimo di
100. Un IRC=85-100 indica un'ottima resa cromatica. Questa è buona tra i 70 e gli 85 e
discreta tra i 50 e i 70.
TEMPERATURA DI COLORE
Nel valutare l'emissione di sorgenti luminose viene presa in considerazione anche la
temperatura di colore, misurata in gradi kelvin (K). Bassi valori della temperatura di colore
corrispondono a tonalità calde e viceversa alti valori corrispondono a tonalità fredde. Ad
esempio una luce bianca calda per interni si aggira sui 3000 K e una luce bianca per grandi
magazzini si aggira sui 4000 K. La luce diurna supera i 5000 K.
LAMPADE AD INCANDESCENZA
Inventata nel 1879 da Thomas Alva Edison, la lampada ad incandescenza è la più
comune nelle nostre case. Sfrutta l'effetto Joule in quanto un filamento di tungsteno
viene riscaldato dal passaggio della corrente elettrica e diviene incandescente. Il
bulbo in vetro permette di creare il vuoto all'interno della lampada in modo che il
filamento non possa bruciare.
L'impiego è molto semplice poichè la loro accensione è immediata, non sono
richieste apparecchiature ausiliarie e la resa dei colori è ottima (IRC=100). La temperatura di
colore è 2700 K. Variazioni nella tensione di alimentazione si riflettono sensibilmente sul flusso
luminoso. Purtroppo hanno una bassa efficienza luminosa (8-15 lm/W) e una vita limitata
(1000 ore), se confrontata con altri tipi di lampade. Solo il 5% dell'energia viene convertita in
luce, il resto viene perso come calore. E' prevista la loro eliminazione dal mercato.
LAMPADE ALOGENE
Sono anch'esse lampade ad incandescenza e quindi
sfruttano lo stesso principio. Nel bulbo sono introdotte
piccole quantità di alogeno che danno luogo a un processo che riporta sul filamento il
tungsteno volatilizzato.
Esistono lampade alogene del tipo rappresentato in figura, ma sono in commercio anche
lampade con normale attacco a vite o quelle miniaturizzate alimentabili in bassa tensione.
Queste ultime possono essere dotate anche di specchio ellittico, parabolico o dicroico.
Anche le lampade alogene hanno accensione immediata, non richiedono apparecchiature
ausiliarie e hanno un'ottima resa dei colori (IRC=100). Hanno una efficienza luminosa
superiore alle normali lampade ad incandescenza (16-25 lm/W) e una vita doppia (2000 ore),
ma hanno un costo decisamente più elevato, una maggiore temperatura di funzionamento e
sono più delicate. La temperatura di colore va dai 2900 K ai 3000 K.
Il bulbo non deve essere toccato con mani nude, poichè le tracce lasciate innescano
un processo di devetrificazione.
Esistono lampade alogene miniaturizzate, alimentate anche a bassa tensione (6-12V) con e
senza specchio.
LAMPADE TUBOLARI FLUORESCENTI
Queste lampade fanno parte della categoria delle
lampade a scarica nei gas. Sono costituite da un tubo
le cui pareti sono rivestite di fosfori, che emettono luce
poichè colpiti dalla luce ultravioletta prodotta dal gas
di mercurio all'interno.
Per accendersi hanno bisogno di una tensione di
innesco che si crea grazie allo starter e quindi di un dispositivo che limiti la corrente di
funzionamento ovvero del reattore.
La loro efficenza luminosa è più alta di quella delle lampade ad incandescenza (40-90 lm/W) e
la durata può arrivare alle 10000 ore. Purtroppo hanno bisogno di apparecchiature ausiliarie
(starter e reattore), hanno grandi dimensioni e generalmente non hanno un'accensione
immediata e non si possono usare con regolatori di luce. La resa cromatica ha valori che
variano, a seconda dei modelli, da IRC=65 a IRC=85. La temperatura di colore può andare dai
1700 K ai 6500 K. La durata risente del numero di accensioni e le basse temperature possono
ridurne sensibilmente il flusso.
EFFETTO STROBOSCOPICO
Le lampade a scarica nei gas creano un effetto stroboscopico per cui oggetti in rapido
movimento, sia rettilineo che circolare, possono apparire fermi o dotati di movimenti a scatti.
LAMPADE FLUORESCENTI COMPATTE
Funzionano sullo stesso principio delle lampade fluorescenti.
Le apparecchiature ausiliarie sono di tipo elettronico e fanno
parte integrante della lampada stessa, che può essere
quindi avvitata a un portalampada come una normale
lampada ad incandescenza.
L'efficienza luminosa e la durata sono simili a quelle delle
lampade fluorescenti normali, però le dimensioni sono
nettamente inferiori, poichè il tubo risulta ripiegato in forme
diverse.
Poichè la durata risente del numero di accensioni, sono particolarmente adatte dove la
lampada deve rimane in funzione ininterrottamente per lungo tempo. Dopo l'accensione hanno
bisogno di un pò di tempo per riscaldarsi e raggiungere la massima emissione luminosa. Non
possono essere usate con regolatori di luce.
LED
I LED (Light Emitting
Diode) stanno
gradualmente entrando
a far parte dei
componeti per
l'illuminazione. Sono
ottenuti sfruttando le
caratteristiche dei
semiconduttori. I
primi LED erano di
colore rosso e, dopo il
verde, solo in tempi più recenti si è ottenuto il colore blu.
I due terminali di un LED sono collegati all'anodo e al catodo. Il primo deve essere collegato
a un potenziale positivo rispetto al catodo (per i LED nella foto l'anodo ha il terminale più
lungo). Ogni LED deve essere alimentato con una tensione di circa 1,5 V e deve essere
protetto con una resistenza per limitare la corrente a valori di circa 15-20 mA.
LAMPADA NOTTURNA
"FREDDA"
ALTRE LAMPADE
Vi sono altre lampade generalmente non utilizzate in ambito domestico:
LAMPADE A VAPORI DI MERCURIO
Utilizzate generalmente per illiminare grandi edifici di tipo industriale - Hanno bisogno di un
apposito alimentatore - Accensione in 4-5 minuti - Riaccensione dopo alcuni minuti di
raffreddamento - Efficienza luminosa 30-60 lm/W - Temperatura di colore 2900-4200 K Durata 10000 ore
Lampade a luce miscelata: facili da usare - Efficienza luminosa 11-26 lm/W - Temperatura
di colore 3500 K - Durata 3000-4000 ore
Lampade ad alogenuri metallici: hanno bisogno di alimentatore e di accenditore - Efficienza
luminosa 67-94 lm/W - Temperatura di colore 4000-4600 K - Durata 5000 ore
LAMPADE A VAPORI DI SODIO
Ad alta pressione: hanno bisogno di alimentatore e di accenditore - Luce "bianco-oro" Efficienza luminosa 65-125 lm/W - Temperatura di colore 1900-2100 K - Durata 10000 ore
Esistono nuovi tipi che non necessitano di accenditore, per cui possono utilizzare lo stesso
alimentatore delle lampade a vapori di mercurio.
A bassa pressione: hanno bisogno di alimentatore e di accenditore - Luce monocromatica
(gialla) - Efficienza luminosa 123-179 lm/W - Temperatura di colore 1800 K - Durata 10000
ore
LAMPADE AD INDUZIONE
Realizzazione recente - Un gas viene eccitato con onde elettromagnetiche - Efficienza luminosa
65 lm/W - Temperatura di colore 3000-4000 K - Durata 60000 ore
CAVI
La corrente elettrica può raggiungere i vari punti di un impianto utilizzando cavi di adeguata
sezione e opportunamente posati. In questi componenti distinguiamo principalmente le
seguenti parti:
- conduttore: è la parte metallica (solitamente in rame) effettivamente percorsa dalla
corrente;
- isolante: è la parte che circonda il conduttore (solitamente PVC o gomma);
- anima: è l'insieme di conduttore e isolante;
- guaina: rivestimento protettivo esterno.
I cavi, contraddistinti anche da un idoneo colore, possono essere rigidi o flessibili, con o
senza guaina. Inoltre si hanno cavi con una sola anima (cavi unipolari) e cavi con due o più
anime (cavi multipolari). I cavi senza guaina possono essere solo unipolari.
In base al loro comportamento nei confronti del fuoco i cavi vengono classificati in:
- non propaganti la fiamma;
- non propaganti l'incendio;
- non propaganti l'incendio e a ridotta emissione di fumo e gas tossici;
- resistenti al fuoco;
- per ambienti ad elevate temperature.
TENSIONE NOMINALE DEI CAVI
Ogni cavo ha una tensione di isolamento indicata da due valori Uo/U:
- Uo: è la tensione massima che con sicurezza l'isolamento del cavo può sopportare verso
terra (tensione cavo-terra);
- U: e la tensione massima che con sicurezza l'isolamento del cavo può sopportare rispetto a
un cavo a stretto contatto (tensione cavo-cavo).
TENSIONE NOMINALE
SIMBOLO DI DESIGNAZIONE
Uo/U
< 100/100 V
00
>= 100/100 V
01
< 300/300 V
02
300/300 V
03
300/500 V
05
450/750 V
07
0.6/1 kV
1
1.7/3 kV
3
3.5/6 kV
6
6/10 kV
10
TUBI
I cavi elettrici posati a vista, sotto intonaco, sotto pavimento o interrati, vengono normalmente
protetti in tubi, che presentano un adeguato diametro e diverse tipologie derivanti dal tipo di
utilizzo.
TUBI FLESSIBILI IN
POLIVINILE
Possono appartenere sia alla serie pesante, più resistente
allo schiacciamento, sia alla serie leggera.
TUBI RIGIDI IN PVC
Possono appartenere sia alla serie pesante, più resistente
allo schiacciamento, sia alla serie leggera.
TUBI IN ACCIAIO
ZINCATO
Utilizzati quando è richiesta una particolare resistenza
meccanica.
APPARECCHI DI COMANDO
INTERRUTTORE
Apparecchio che ha solo due posizioni definite, adatto ad aprire e chiudere, sotto
carico, un circuito elettrico.
IN FIGURA: circuito per l'accensione di una lampada da un solo punto.
COMMUTATORE
Apparecchio adatto a commutare, sotto carico, due o più circuiti.
IN FIGURA: circuito per l'accensione indipendente di due lampade di un unico
lampadario.
DEVIATORE
Apparecchio adatto a commutare fra loro, sotto carico, due conduttori di una porzione
di circuito bifilare avente la stessa polarità.
IN FIGURA: circuito per l'accensione di una lampada da due punti (comune nei
corridoi degli appartamenti).
INVERTITORE
Per comandare l'accensione da più di due punti è pratico l'uso
dei relè. Esistono, comunque, gli invertitori da usare insieme
ai deviatori. Questi ultimi vengono posti alle estremità del
circuito.
IN FIGURA: circuito per l'accensione di una lampada da tre
punti
PULSANTE
Ha due posizioni, di cui una di riposo. Sono disponibili sia pulsanti che a riposo sono
normalmente aperti (NO), sia pulsanti che a riposo sono normalmente chiusi (NC).
RELE'
Per comandare l'accensione di lampade da più di due punti, risulta comodo l'utilizzo di relè
bistabili, cioè con entrambe le posizioni (aperto-chiuso) di riposo. Su questo apparecchio non si
agisce manualmente, come per quelli sopra descritti, ma tramite un circuito elettrico che viene
alimentato premendo uno qualsiasi dei pulsanti predisposti nei vari punti. Ogni volta il relè
commuta in una delle due posizioni (aperto-chiuso) e vi rimane fino alla successiva pressione.
CONTATTORE
Interruttore comandato a distanza grazie a un elettromagnete che, fino a quando risulta
alimentato, mantiene chiusi i contatti. Permette molte manovre ogni ora e per questo è
impiegato specie nel comando di macchine operatrici.
INTERRUTTORI
Gli interruttori sono tra i componenti elettrici più utilizzati, ma forse non tutti sanno che essi
appartengono a due categorie ben distinte: interruttori unipolari e interruttori bipolari.
INTERRUTTORE UNIPOLARE
In un'altra pagina si è spiegato come la corrente arriva alle varie apparecchiature, in un
sistema monofase, sfruttando due cavi: la fase e il neutro. Basta interrompere
indifferentemente uno solo dei due conduttori per interrompere la circolazione di corrente e
quindi il funzionamento dell'apparecchiatura.
A questo compito si presta bene l'interruttore unipolare, cioè che agisce su un solo polo.
Sono unipolari, ad esempio, gli interruttori che si usano per comandare le lampade di un
normale appartamento.
INTERRUTTORE BIPOLARE
Per scollegare completamente l'utilizzatore elettrico dall'impianto, l'interruzione deve
avvenire, invece, sia sulla fase che sul neutro ovvero sui due poli. In questo caso bisogna
usare l'interruttore bipolare.
Normalmente sono bipolari, ad esempio, tutti gli interruttori di protezione presenti nel
quadro elettrico di un appartamento.
INTERRUTTORE MAGNETOTERMICO
La corrente elettrica, percorrendo i circuiti, produce fenomeni magnetici e fenomeni
termici (riscaldamento per effetto Joule.
L'interruttore magnetotermico, come si evince dal nome, racchiude due sganciatori:
uno magnetico e uno termico. Il primo, con intervento istantaneo, scatta a causa di
un rapido e consistente aumento della corrente, ben oltre il limite consentito. Questa
situazione è tipica del cortocircuito. L'interruttore termico interviene per
sovraccarico ovvero quando assorbiamo più corrente del consentito: il sensore
all'interno dell'interruttore si riscalda e provoca lo scatto. E' lo stesso tipo di
interruttore che l'ENEL usa per impedire un assorbimento superiore a quello previsto
nel contratto.
L'interruttore magnetotermico protegge dal cortocircuito e dal sovraccarico.
L'interruttore è caratterizzato dalla tensione nominale, cioè dalla tensione del suo normale
utilizzo (assegnata dal costruttore). Per i circuiti domestici è di 230 volt. La sua corrente
nominale (In) è invece quella che può circolare senza problemi a una certa temperatura
ambiente (indicata sulla targa se diversa da 30°C).
Le correnti nominali in uso hanno i seguenti valori espressi in ampere:
6
10
13
16
20
25
32
40
50
63
80
100
125
Le modalità di intervento magnetico sono tre in base ai limiti della corrente di intervento
(riferiti alla corrente nominale In) in caso di cortocircuito:
TIPO LIMITI DELLA CORRENTE DI INTERVENTO
B
3In --- 5In
C
5In --- 10In
D
10In --- 20In
In pratica il tipo B interviene per più basse correnti.
INTERRUTTORE DIFFERENZIALE
L'interruttore differenziale, se presente nel nostro quadro elettrico
d'appartamento, è facilmente riconoscibile per la presenza di un
pulsante, utile per la manutenzione, contrassegnato dalla lettera T
(può avere forma diversa da quello nella foto).
I cavi che conducono la corrente elettrica sono generalmente due: la
fase e il neutro. Poichè la corrente entra dalla fase, percorre i circuiti
ed esce dal neutro, in condizioni normali quella entrante deve essere
uguale a quella uscente. Se ciò non accade significa che una parte di essa sta percorrendo
strade diverse, come il corpo umano in caso di scossa elettrica (contatto diretto) o per
cedimento dell'isolante, ad esempio, di un elettrodomestico collegato all'impianto di terra.
L'interruttore differenziale (conosciuto anche come salvavita) confronta continuamente la
corrente entrante con quella uscente e scatta quando avverte una differenza.
In figura è rappresentato un contatto diretto: in sua assenza le correnti A e C sono uguali e
il differenziale non interviene, ma nel caso specifico C=A-B, per cui il differenziale avverte una
differenza pari a B e se questa è superiore alla sua soglia di sensibilità, interviene.
La sensibilità è indicata sull'interruttore in uno dei due modi in figura:
Bisogna, quindi, stare attenti alle cause che hanno provocato lo scatto, prima di richiudere
l'interruttore.
L'interruttore differenziale, in un impianto domestico, deve avere una sensibilità di valore non superiore a 30
milliampere
Un qualunque impianto elettrico, specie se vecchio e con componenti non in perfette
condizioni, ha delle piccole dispersioni di corrente che, sommate tra loro, possono provocare
lo scatto dell'interruttore differenziale, senza particolari situazioni di pericolo. Per questo è
consigliabile non usare nel quadro elettrico generale un interruttore differenziale con sensibilità
di valore inferiore a 30 milliampere (30 mA). Singole prese possono comunque essere protette
con sensibilità di 10 mA.
Esistono anche interruttori magnetotermici differenziali che racchiundono in un solo
componente anche gli sganciatori magnetici e termici.
TIPOLOGIE COSTRUTTIVE
TIPO
DESCRIZIONE
AC solo per correnti di guasto sinusoidali
A
anche per correnti di guasto pulsanti
B
anche per correnti di guasto continue
IL QUADRO ELETTRICO
In ogni impianto elettrico, a valle del contatore, viene installato un
quadro di distribuzione. I più piccoli sono in materiale plastico
autoestinguente a doppio isolamento e possono essere sia incassati (in
figura) che a muro. Gli altri sono di tipo metallico.
All'interno vengono alloggiati gli interruttori, che hanno due funzioni:
- protezione dei circuiti;
- sezionamento, ovvero interruzione dell'alimentazione dei circuiti, ad
esempio per compiere lavori sull'impianto elettrico in tutta sicurezza.
Il numero di interruttori installati deriva principalmente da
considerazioni di tipo funzionale. Ad esempio in un normale
appartamento è possibile proteggere l'impianto elettrico con un solo
interruttore magnetotermico-differenziale, ma in caso di guasto o di
lavoro su una sola parte dell'impianto, verrà a mancare l'alimentazione a
tutto l'appartamento.
In linea di massima nel quadretto d'appartamento è conveniente installare almeno tre
interruttori, come nella foto.
Il primo interruttore, generale (a sinistra nella foto), è il differenziale, conosciuto
comunemente come salvavita, e si individua facilmente per la presenza di un pulsante, utile
per la manutenzione, contrassegnato con la lettera T. Seguono generalmente due interruttori
di tipo magnetotermico, con cui si comandano e si proteggono i circuiti luce e i circuiti che
alimentano le prese. In figura è rappresentato il corrispondente schema elettrico.
Ogni circuito deve avere a monte un interruttore differenziale di sensibilità non superiore a 30 mA.
Gli interruttori sono di tipo modulare, cioè di dimensioni standardizzate che ne consentono un
agevole posizionamento ad incastro su profilati metallici DIN che sono già predisposti
all'interno dei quadri.
FUSIBILI
I fusibili, come il nome stesso suggerisce, sono dispositivi la cui parte conduttrice fonde
per effetto Joule in presenza di correnti con valore maggiore della soglia ammessa. In
pratica interrompono il circuito in presenza di sovraccarico o di corto circuito.
Rispetto al passato hanno perso importanza a favore degli interruttori magnetotermici,
ma sono ancora utilizzati.
Tutto l'insieme costituito dalla parte conduttrice, dal contenitore isolante e dai contatti
prende il nome di cartuccia e va sostituita, ovviamente, dopo l'intervento. La cartuccia
viene alloggiata in un portafusibili.
Per un uso generale esistono fusibili di tipo gG, mentre per la protezione dei motori esistono
fusibili di tipo gM e aM.
La corrente nominale è quella che il fusibile può sopportare senza fondere. I valori
disponibili, in ampere, sono:
2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 63 - 80 - 100
Esistono anche fusibili con correnti nominali più elevate, ma adoperabili solo da personale
addestrato.
Anche i circuiti elettronici (tensioni e correnti basse) sono spesso protetti con fusibili.
Accade in particolare nella sezione di alimentazione. Sono ovviamente più piccoli di quelli
utilizzati negli impianti elettrici e si presentano solitamente come nelle foto a sinistra.
All'interno del cilindro trasparente è visibile l'elemento destinato a interrompersi in caso di
intervento. Anche in questo caso, per ripristinare il funzionamento del circuito, bisogna
sostituirlo con un fusibile dalle identiche caratteristiche. E' opportuno, però, indagare
prima sulle cause che hanno portato all'intervento.
IMPIANTO DI TERRA
SITUAZIONE PERICOLOSA:
Toccare un oggetto conduttore (massa) che normalmente si trova a potenziale zero, ma che
per un'anomalia nel funzionamento si trova a potenziale diverso da zero (contatto indiretto).
Ad esempio se cede l'isolante del circuito elettrico di una lavatrice, l'intera parte metallica
dell'elettrodomestico si potrebbe portare a 230 volt, con pericolo in caso di contatto.
POSSIBILE SOLUZIONE:
Collegare l'oggetto con un corpo che è costantemente vincolato a potenziale zero. Se il
collegamento è a resistenza nulla (R=0), anche l'oggetto si porta a potenziale zero, eliminando
il pericolo.
Il corpo che ci garantisce un potenziale costantemente vincolato a zero è il nostro pianeta
Terra.
LA SITUAZIONE REALE:
Il collegamento a terra non è mai a resistenza zero, in quanto qualsiasi conduttore elettrico
possiede una certa resistenza. Comunque si fa in modo che questa sia la più bassa possibile,
avvicinandosi così al caso ideale.
Collegando a terra le previste parti metalliche di apparecchi elettrici, ci poniamo al sicuro da
contatti con potenziali pericolosi.
Normalmente le apparecchiature elettriche che abbiamo in casa vengono collegate a terra
tramite l'alveolo centrale delle prese (solo se l'impianto di terra è esistente).
ELIMINAZIONE DEL PERICOLO:
Il collegamento a terra provoca, in caso di guasto, una circolazione di corrente dall'oggetto
verso terra. Questa corrente viene avvertita dall'interruttore differenziale (salvavita), che
scatta eliminando la tensione da tutto l'impianto elettrico collegato.
COMPONENTI
In un impianto elettrico ogni massa, tramite il conduttore di protezione, è collegata al
collettore (o nodo) principale di terra. A sua volta il conduttore di terra collega il nodo ai
dispersori e i dispersori tra loro. Questi ultimi, in intimo contatto col terreno, costituiscono la
parte terminale dell'impianto.
Al nodo di terra vanno collegati anche i conduttori equipotenziali, che collegano le masse
estranee come tubazioni e strutture metalliche.
La sezione del conduttore di protezione deve essere la stessa dei conduttori di fase fino a 16
mmq.
IMPIANTO DI PROTEZIONE CONTRO I FULMINI
Il sistema di protezione contro i fulmini (LPS - Lightning Protection System) non impedisce
ovviamente la scarica, ma, adeguatamente collegato a un idoneo impianto di terra, capta il
fulmine riducendone gli effetti dannosi. Si ha un LPS esterno e un LPS interno e le norme CEI
81-1 prevedono quattro livelli di protezione:
Livello di protezione Efficienza
I
0.98
II
0.95
III
0.90
IV
0.80
Un'adeguata valutazione parte dal valore Nt ovvero dal numero di fulmini che ogni anno
interessa la zona per ogni chilometro quadrato. A titolo di esempio si riportano i valori di
alcune città italiane:
ANCONA
1,5 AOSTA
1,5 BARI
BOLOGNA
2,5 BOLZANO 2,5 CAGLIARI 2,5
2,5
CAMPOBASSO 2,5 FIRENZE
1,5 GENOVA
4,0
L'AQUILA
2,5 MILANO
4,0 NAPOLI
1,5
PALERMO
2,5 PERUGIA 4,0 POTENZA 2,5
REGGIO C.
2,5 ROMA
4,0 TORINO
2,5
TRENTO
2,5 TRIESTE
4,0 UDINE
4,0
VENEZIA
4,0
Un altro dato da tener presente è il coefficiente ambientale C, che dipende dalle strutture che
circondano l'edificio in questione:
C = 0,25 - la struttura è situata in un'area con presenza prevalente di strutture di altezza
uguale o maggiore.
C = 0,5 - struttura situata in un'area con presenza prevalente di strutture più basse.
C = 1 - struttura isolata: non esistono altre strutture o oggetti entro una distanza pari a tre
volte l'altezza della struttura
C = 2 - struttura isolata sulla cima di una collina o di una montagna
LPS ESTERNO
L'impianto esterno è principalmente costituito da captatori del tipo ad asta o a maglia. La loro
funzione è quella di creare un volume protetto ovvero una zona che non può essere colpita
da fulmini
Captatore ad asta - consiste nel posizionare una o più aste metalliche in uno o più punti, sulla
sommità di edifici con ridotto sviluppo orizzontale.
Per la progettazione viene adottato il metodo della sfera rotolante. Stabilito il raggio r in
base al livello di protezione, si fa rotolare la sfera sul terreno e intorno ai captatori. In nessun
punto deve essere toccato il volume da proteggere,
LIVELLO DI PROTEZIONE
RAGGIO DELLA
SFERA ROTOLANTE
I
20 m
II
30 m
III
45 m
IV
60 m
Captatore a maglia - consiste nel creare una gabbia metallica intorno all'edificio, tramite
piattine o tondi in ferro o rame, per proteggerlo completamente. I percorsi devono essere
quanto più possibile rettilinei e i cambi di direzione devono avvenire senza spigoli o curve a
piccolo raggio. La protezione è tanto più efficace quanto più strette sono le maglie e più
distanziate dal fabbricato, ma bisogna anche tenere in conto l'estetica.
LIVELLO DI PROTEZIONE
LATO MASSIMO
DI MAGLIATURA
I
5m
II
10 m
III
15 m
IV
20 m
LPS INTERNO
Quando l'LPS esterno viene colpito da un fulmine, per un brevissimo istante l'impianto
parafulmine si porta a un potenziale molto elevato con altrettanto elevate correnti in gioco.
Questo crea una considerevole differenza di potenziale tra LPS e struttura protetta,
accompagnata da fenomeni di induzione elettromagnetica. Come conseguenza si possono
avere sovratensioni e scariche elettriche all'interno della struttura protetta, anche se questa
non è stata colpita direttamente dal fulmine.
L'impianto interno, tramite connessioni metalliche o limitatori di sovratensione, serve ad
evitare che scariche elettriche interessino la parte interna del volume protetto quando il
fulmine colpisce l'impianto di protezione esterno o quando il fulmine interessa la linea di
alimentazione dell'edificio o cade nelle sue immediate vicinanze.
IL TRASFORMATORE
Il trasformatore viene usato generalmente per elevare o abbassare la
tensione disponibile. E' frequente l'uso di questo componente per ottenere dai
normali 230 volt, tensioni molto più basse, variabili tra 1,5 e 12 volt.
CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE
Il trasformatore basa il suo funzionamento sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Infatti il circuito di ingresso (primario) e quello di uscita a tensione più bassa (secondario)
non sono in contatto fisico, ma il primo agisce sul secondo solo tramite il flusso magnetico che
genera quando è attraversato dalla corrente.
I due circuiti sono avvolti in spire (avvolgimenti), di numero opportuno, su uno stesso
nucleo di materiale ferromagnetico. Questo materiale ha la capacità di facilitare il passaggio
del flusso magnetico dal circuito primario a quello secondario (alta permeabilità magnetica),
incanalandolo al proprio interno.
In figura vediamo schematizzato un trasformatore. Con Vi è indicata la tensione di ingresso e
con Vu quella di uscita.
Indicando con N1 e N2 rispettivamente il numero di spire del circuito primario e del circuito
secondario, con K = N1/N2 il loro rapporto (rapporto di trasformazione), la relazione
matematica che lega la tensione di uscita a quella di ingresso è:
Vu = Vi/K
Se non ci fosse il nucleo magnetico, il flusso sarebbe minore (l'aria ha una minore permeabilità
magnetica) e solo una parte raggiungerebe il circuito secondario, poichè disperso in più
direzioni.
SOLO IN TENSIONE ALTERNATA
Si ha induzione elettromagnetica solo se il flusso magnetico che investe il circuito secondario è
variabile. Nell'uso quotidiano ciò è soddisfatto perchè i 230 volt che applichiamo al circuito
primario sono alternati e quindi variabili. Di conseguenza anche il flusso magnetico generato è
variabile.
Se, invece, applicassimo al circuito primario una tensione continua (cioè non variabile) non
otterremmo alcuna tensione in uscita dal trasformatore.
ALIMENTAZIONE DEI CIRCUITI ELETTRONICI
A volte non ci rendiamo conto della loro presenza perchè sono già contenuti in molti apparecchi
quali radio, videoregistratori, piccoli elettrodomestici, amplificatori, computer, ecc. E' vero che
inseriamo la spina nella normale presa a 230 volt, ma i loro circuiti funzionano a una tensione
decisamente inferiore. Per questo il primo componente che si trova al loro interno è proprio un
trasformatore.
Poichè i trasformatori forniscono una tensione alternata, mentre i circuiti elettronici vengono
normalmente alimentati in tensione continua, immediatamente a valle del trasformatore
troviamo un raddrizzatore e un circuito filtrante.
TECNOLOGIA BUS
Con la tecnologia bus si installano gli impainti elettrici non più in modo tradizionale. Bisogna
distinguere i componenti in sensori e attuatori. Per sensori si intendono quei componenti
idonei a comandare le varie funzioni dell'impianto (ad es. interruttori, pulsanti, termostati).
Sono collegati da linea bus all'unità centrale (uscita binaria), programmabile tramite
computer, che provvedere ad aprire e chiudere i circuiti a 230 V che alimentano gli attuatori
(ad es. lampade, prese, caldaie).
Mentre gli accoppiatori, tutti uguali, sono installati in modo fisso, i diversi sensori su di essi
applicati possono essere facilmente cambiati o spostati da un accoppiatore ad un altro,
presentando tutti lo stesso innesto. In questo caso l'unità centrale va semplicemente
riprogrammata.
