Curva di magnetizzazione del generatore a corrente continua
Curva di magnetizzazione del generatore a corrente continua
Punti chiave:
Definizione della curva di magnetizzazione: La curva di magnetizzazione di una macchina a corrente continua mostra la relazione tra la corrente di campo e la tensione ai terminali dell'armatura in circuito aperto.
Importanza: La curva di magnetizzazione indica la saturazione del circuito magnetico, fondamentale per comprendere l'efficienza del generatore.
Punto di saturazione: Questo punto, noto anche come ginocchio della curva, mostra dove ulteriori aumenti della corrente di campo producono incrementi minimi del flusso.
Allineamento molecolare: Con l'aumento della corrente di campo, le molecole magnetiche si allineano, aumentando il flusso e la tensione generata fino alla saturazione.
Magnetismo residuo: Anche quando la corrente è zero, rimane un certo magnetismo nel nucleo del generatore, influenzando la curva di magnetizzazione.
La curva di magnetizzazione del generatore a corrente continua fornisce la relazione tra la corrente di campo e la tensione ai terminali dell'armatura in circuito aperto.
Quando il generatore a corrente continua è azionato da un motore primario, viene indotta una f.e.m. nell'armatura. La f.e.m. generata nell'armatura è data dall'espressione
è costante per una data macchina. In questa equazione viene sostituita con K.
Dove,
φ è il flusso per polo,
P è il numero di poli,
N è il numero di rivoluzioni compiute dall'armatura al minuto,
Z è il numero di conduttori dell'armatura,
A è il numero di percorsi paralleli.
Ora, dall'equazione possiamo vedere chiaramente che la f.e.m. generata è direttamente proporzionale al prodotto del flusso per polo e della velocità dell'armatura.
Se la velocità è costante, allora la f.e.m. generata è direttamente proporzionale al flusso per polo.
Con l'aumento della corrente di eccitazione o corrente di campo (If), il flusso e la f.e.m. generata aumentano.
Se tracciamo la tensione generata sull'asse Y e la corrente di campo sull'asse X, la curva di magnetizzazione sarà come mostrato nella figura sottostante.
La curva di magnetizzazione di un generatore a corrente continua è importante perché mostra la saturazione del circuito magnetico. Questa curva è anche nota come curva di saturazione.
Secondo la teoria molecolare del magnetismo, le molecole di un materiale magnetico, che non è magnetizzato, non sono disposte o allineate in un ordine definito. Quando passa corrente attraverso il materiale magnetico, le sue molecole vengono disposte in un ordine definito. Fino a un certo valore di corrente di campo, le molecole massime sono disposte. In questa fase, il flusso stabilito nel polo aumenta direttamente con la corrente di campo e la tensione generata aumenta. Nella curva, il tratto dal punto B al punto C mostra questo fenomeno e questa porzione della curva di magnetizzazione è quasi una linea retta. Al di sopra di un certo punto (punto C nella curva) le molecole non magnetizzate diventano pochissime e diventa molto difficile aumentare ulteriormente il flusso del polo. Questo punto è chiamato punto di saturazione. Il punto C è anche noto come il ginocchio della curva di magnetizzazione. Un piccolo aumento del magnetismo richiede una corrente di campo molto grande oltre il punto di saturazione. Per questo motivo, la parte superiore della curva (punto C al punto D) è curvata come mostrato nella figura.
La curva di magnetizzazione di un generatore a corrente continua non inizia da zero inizialmente. Inizia da un valore di tensione generata a causa del magnetismo residuo.
Magnetismo residuo
Nei materiali ferromagnetici, la potenza magnetica e la tensione generata aumentano mentre scorre corrente attraverso le bobine. Quando la corrente viene ridotta a zero, rimane una certa potenza magnetica nel nucleo delle bobine, nota come magnetismo residuo. Il nucleo di una macchina a corrente continua è realizzato in materiale ferromagnetico.
