Autotrasformatore

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1leftarrow.pngVoce principale: Trasformatore.

Autotrasformatore, con multiprese in uscita

L'autotrasformatore è un particolare tipo di trasformatore costituito da un unico avvolgimento dotato di prese intermedie. Rispetto al comune trasformatore, l'avere un solo avvolgimento semplifica molto la costruzione, riduce di molto le perdite ohmiche dovute alla resistenza dei conduttori ed elimina i problemi di isolamento fra avvolgimenti, ma d'altro canto, al contrario del normale trasformatore, primario e secondario non sono galvanicamente isolati.

Caratteristiche[modifica | modifica sorgente]

La caratteristica fondamentale di un autotrasformatore è che tensione di ingresso sul primario è legata alla tensione sul secondario dal rapporto tra il numero di spire dei rispettivi avvolgimenti:

\frac{V_p}{V_s}=\frac{N_p}{N_s}

Invece la corrente che fluisce nel primario crea un flusso magnetico che induce una corrente di verso opposto nel secondario, come nel normale trasformatore: ma poiché in questo caso il secondario è parte del primario le due correnti si sottraggono, con il risultato che in parte dell'avvolgimento scorre una corrente molto più bassa di quella assorbita ed erogata. Il rapporto tra le correnti è l'inverso del rapporto tra il numero di spire degli avvolgimenti:

\frac{I_p}{I_s}=\frac{N_s}{N_p}

ma essendo le correnti di verso opposto la corrente totale che scorre nel secondario (cioè nella parte di spire in comune, Ns) sarà

I_{tot} = I_p - I_s

Quindi, se il rapporto di conversione è molto vicino all'unità, gran parte dell'avvolgimento sarà percorso da correnti molto basse, e nelle poche spire non in comune circolerà tutta la corrente assorbita dal primario: perciò la potenza dissipata dall'autotrasformatore sarà

P_a = \left(V_p - V_s\right) \cdot I_p + V_s \cdot \left(I_p - I_s\right)

Confrontandola con la potenza Pt richiesta da un trasformatore tradizionale con lo stesso rapporto di trasformazione R, abbiamo

P_a = P_t\cdot\left(1 - \frac{1}{R}\right)

Vantaggi[modifica | modifica sorgente]

Autotrasformatore di potenza 250 MVA di interconnessione tra la rete di trasmissione a 380 kV e quella di su-trasmissione a 150 kV, con raffreddamento OFAF

Quindi un autotrasformatore rispetto a un trasformatore tradizionale equivalente è:

  • più piccolo
  • più leggero
  • più economico
  • assorbe meno potenza, questo è tanto più vero quanto più il rapporto di trasformazione si avvicina a 1

Il vantaggio fondamentale è che uscita/ingresso non sono separati tra loro. Trattandosi infatti dello stesso circuito (avvolgimento), se utilizzato con tensioni maggiori di 50 volt, garantisce l'intervento delle protezioni (salvavita) poste a monte, perché in caso di contatto diretto, la eventuale corrente di guasto a terra riesce a tornare al centro stella del trasformatore trifase M.T./B.T. della cabina di fornitura facendo scattare l'Interruttore differenziale.

Utilizzando un Trasformatore con Ingresso/uscita isolati, non sarebbe possibile a meno che il neutro del circuito (secondario) non venga posto a terra, come una vera e propria cabina. In questo caso la protezione differenziale andrebbe inserita anche sull'uscita del trasformatore a protezione delle utenze alimentate.

Svantaggi[modifica | modifica sorgente]

Tuttavia, come già detto, l'autotrasformatore:

  • non offre isolamento galvanico fra gli avvolgimenti, con rischi per la sicurezza e il funzionamento degli apparecchi a esso collegati, ed è necessario prendere delle precauzioni speciali se si vuole mettere a terra il secondario.
  • meno sicuro, un'eventuale rottura del trasformatore può sottoporre il carico all'intera tensione del primario. Per questo l'uso degli autotrasformatori è limitato a rapporti di conversione non superiori a 1:3 o 1:4

Uso[modifica | modifica sorgente]

Un classico impiego dell'autotrasformatore è nella conversione tra le tensioni di rete in uso in vari paesi del mondo (220 V, 240 V, 110 V).

Vengono usati anche nei motori termici ad accensione comandata, per poter generare la scintilla elettrica e prendono il nome di bobina d'accensione.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]