Campo magnetico alternato e rotante

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Campo magnetico alternato[modifica | modifica wikitesto]

magnetico con vettore corrente
Campo magnetico rotante alternato

Un campo magnetico alternato e pulsante è quello generato da una corrente alternata monofase che circola in un avvolgimento; esso è localizzato da un vettore di direzione costante corrispondente all'asse magnetico dell'avvolgimento (direzione nella quale si esplica il flusso di induzione prodotto dalla corrente) e di verso alternato.

Esso è pertanto un campo fisso (non ruota) che si può però pensare come l'insieme di due campi rotanti di ampiezza pari a metà dell'originale che ruotano in direzione opposta con stessa pulsazione ( × frequenza).

Il luogo dei punti dell'estremo del vettore che rappresenta il campo è un segmento.

Campo magnetico rotante diretto (o puro)[modifica | modifica wikitesto]

Terna trifase diretta
Campo magnetico rotante puro
Campo magnetico rotante puro bifase

È il campo prodotto da una terna simmetrica ed equilibrata di sequenza diretta di correnti alternate, ovvero di ugual ampiezza, uguale pulsazione e sfasate di 120° elettrici l'una rispetto alle altre in senso antiorario, circolanti in tre bobine con asse magnetico sfasato di 120°. Il primo scienziato ad aver realizzato un tale campo magnetico fu Galileo Ferraris che lo ideò nel 1882 e nel 1888 lo brevettò, anche se il merito di questa scoperta venne contestato dal serbo Nikola Tesla.

Il campo risultante è un campo rotante di velocità angolare che ruota nel senso ciclico delle fasi, ed è detto diretto perché segue il senso di successione delle fasi. Ha ampiezza , dove è l'ampiezza del campo alternativo associato a ciascuna fase. Il luogo dei punti dell'estremo del vettore che rappresenta il campo è una circonferenza.

Il campo rotante può essere prodotto anche da due singole correnti di ugual valore efficace e pulsazione , sfasate di 90° nel tempo circolanti in due bobine sfasate nello spazio di 90°: si parla allora di sequenza diretta bifase. Il campo risultante è un campo rotante puro, che ruota a velocità nel senso di successione delle fasi e di ampiezza . Fu questa la prima forma di campo magnetico rotante ad essere scoperto da Galileo Ferraris nel 1885.

È possibile anche produrre un campo rotante che ruota in verso opposto e si parla di campo inverso. Nel caso di terna di correnti sarà sufficiente invertire tra loro due delle tre fasi in modo da invertirne il senso ciclico; ugualmente nel caso bifase entrambe le fasi vanno invertite.

Campo magnetico ellittico[modifica | modifica wikitesto]

Terna trifase squilibrata

In presenza di una terna squilibrata di correnti (diverse ampiezze e sfasamento reciproco diverso da 120°) è necessario uno studio alle sequenze.

La terna diretta produce un campo rotante diretto di ampiezza , la terna inversa un campo rotante inverso di ampiezza , quella omopolare non dà contributo. Le due ampiezze dei campi diretto e inverso sono in generale diverse (ovvero sono diversi i valori efficaci di corrente della sequenza diretta e inversa).

Il luogo dei punti dell'estremo del vettore somma dei due vettori rappresentanti i campi diretto e inverso è un'ellisse, con asse maggiore la somma dei due vettori e asse minore pari alla differenza.

Questo campo ellittico può essere visto come un campo generico di cui il campo alternativo e quello rotante sono dei casi particolari, ovvero il campo alternativo è un campo ellittico con ampiezza delle due componenti uguali () e quello rotante è un campo ellittico con una delle due componenti nulla.

Il campo ellittico può anche essere prodotto da un sistema di correnti bifase squilibrato con assi magnetici degli avvolgimenti a 90°.

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