perche 50 Hz
Alessandro
di rete è a 50Hz?
Ci sono delle ragioni storiche, tecniche, o è frutto del caso? (tipo il
primo apparecchio costruito andava a 50 Hz, quindi di conseguenza si è
adattata la rete ...)
Chi sa darmi dei suggerimenti?
Inviato da www.mynewsgate.net
Franco
Penso che l'unico vincolo serio fosse scegliere una frequenza tale che
l'occhio non percepisse lo sfarfallio nelle lampadine; quindi senz'altro
piu' di 20 Hz ma anche 30 per avere margine, Per il valore preciso,
sempre che non sia cauale, dei motivi potrebbero essere che 1) il 50 e'
un numero facile da utilizzare nelle formule sia al numeratore che al
denominatore, e 2) trasportato in giri/minuti produce un risultato
pulito come 3000.
Franco
La frequenza non e` normalizzata in tutto il mondo a 50 Hz. Gli stati
uniti viaggiano a 60 Hz, mentre il giappone viaggia in parte a 50 Hz e
in parte a 60 Hz (un vero casino).
Queste due frequenze sono emerse dopo lunghi tentativi, prove
compromessi... Inizialmente (si parla di fine 800, edison) la
distribuzione era in continua e serviva principalmente per
illuminazione. I problemi erano le perdite sulle linee. Molti
produttori, indipendentemente uno dall'altro, avevano cominciato a
passare in alternata, con frequenze che andavano da 25 Hz fino a, mi
pare, 166 Hz. Finche' si trattava di alimentare un po' di lampadine
andava quasi tutto bene, i problemi sono nati con i motori elettrici (e
la generazione polifase). Per i motori le frequenze sono scese,
arrivando anche a 16.7 Hz, frequenza usata a lungo da alcuni tratti
delle ferrovie (mi pare la ceva savona. In svizzera mi pare sia 25 Hz).
I problemi veri sono nati quando si cercava di collegare fra di loro
questi sistemi. Erano necessari dei convertitori rotanti che
convertissero una frequenza in un'altra. Quando poi l'impianto diventava
obsoleto e veniva sostituito, si adeguava al resto della frequenza del
sistema.
Negli stati uniti l'elettrificazione e` cominciata sulla costa est e a
chicago: in qualche modo e` prevalsa la frequenza di 60 Hz, anche se i
generatori idroelettrici delle cascate del niagara erano diversi, e solo
pochi anni fa sono stati messi fuori linea i convertitori rotanti. Sulla
costa ovest invece la frequenza era anche di 50 Hz (ad esempio i
generatori della hoover dam mi pare fossero inizialmente a 50 Hz), e
solo quando si e` pensato a una unificazione si e` andati verso i 60 Hz.
In europa invece la normalizzazione e` cominciata dalla germania: a
cavallo di fine 800 inizi 900, una delle societa` elettriche che
alimentava berlino aveva cominciato una opera di espansione comprando i
vari produttori indipendenti e convertendo le loro centraline di
produzione (per lo piu` a vapore) in sottocentrali di trasformazione: in
questo modo la sua frequenza (50 Hz) veniva diffusa sempre di piu`.
Ho il sospetto che parte della differenza 50/60 Hz derivi anche dal
fatto che gli europei hanno normalmente 10 dita, mentre gli americani
evidentemente ne hanno 12 (non si spiega diversamente il loro sistema di
misura :-) ).
Tutte queste informazioni le puoi trovare in un libro di hughes
sull'elettrificazione nel mondo occidentale:
--
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Ered Luin
"Franco" <in...@hotmail.com> ha scritto nel messaggio
news:c6ojgo$dvvm4$1...@ID-60973.news.uni-berlin.de...
> Alessandro wrote:
>
> Ho il sospetto che parte della differenza 50/60 Hz derivi anche dal
> fatto che gli europei hanno normalmente 10 dita, mentre gli americani
> evidentemente ne hanno 12 (non si spiega diversamente il loro sistema di
> misura :-) ).
>
Tsk, tsk: contano col pollice di una mano le falangi delle restanti dita
della medesima mano ^_^
E.L.
Delo
Il mio docente di laboratorio dice che è un problema delle turbine e dei
trasformatori nelle centrali. Se non mi sbaglio, è difficile far girare
oggetti così grossi a frequenze più alte. Confermatemi questa cosa.
Inoltre a parità di tensione (220 V non sono sicuro di questo valore) la
frequenza a cui si hanno i maggiori danni per l'uomo in caso di scarica è
proprio tra i 50 e 60 Hz!!!
Quindi se si poteva fare un po' più alta la avrebbero sicuramente fatta.
ciao
Delo
Franco
Delo wrote:
> ciao
>
>
>>Ciao a tutti, mi č sorta una domanda un po' strana: perche la tensione
>>di rete č a 50Hz?
>>Ci sono delle ragioni storiche, tecniche, o č frutto del caso? (tipo il
>>primo apparecchio costruito andava a 50 Hz, quindi di conseguenza si č
>>adattata la rete ...)
>>Chi sa darmi dei suggerimenti?
>
>
> Il mio docente di laboratorio dice che č un problema delle turbine e dei
> trasformatori nelle centrali. Se non mi sbaglio, č difficile far girare
> oggetti cosě grossi a frequenze piů alte. Confermatemi questa cosa.
Infatti 50Hz -> 3000 giri/min che e' una velocita' di rotazione elevata
per gli alternatori trifasi. Non pero' per i trasformatori che sono
statici (cioe' non hanno parti rotanti).
Daniel
noto fatto delle 12 dita, amano molto la loro frequenza perche' e' un
numero che ricorda la divisione del minuto in 60 secondi. Non chiedetemi i
particolari del complicato giro mentale... dividere per 60 o per 50 per
ottenere il secondo non mi sembra molto diverso. Fosse stato 32 o 64...
In ogni caso ho letto anche da qualche parte (non ricordo se era una cosa
affidabile) che mantengono la sincronia della sinusoide prodotta dai loro
generatori elettrici con gli orologi atomici proprio per far funzionare bene
i loro orologi elettrici.
Daniele Fua'
Universita' di Milano-Bicocca
Mino Saccone
"Daniel" <danie...@unimib.it> wrote in message
news:h75kc.118241$hc5.5...@news3.tin.it...
. . . snip
> In ogni caso ho letto anche da qualche parte (non ricordo se era una cosa
> affidabile) che mantengono la sincronia della sinusoide prodotta dai loro
> generatori elettrici con gli orologi atomici proprio per far funzionare
bene
> i loro orologi elettrici.
Anche noi europei. D'altro canto, se dobbiamo sincronizzare l'intera rete
europea con qualche orologio, e dobbiamo per forza farlo per tenere la
frequenza sotto controllo, tanto vale che questo orologio sia molto preciso.
Il suo costo sara' infatti assolutamente trascurabile rispetto a tutti gli
altri costi.
Non so se e' ancora cosi', ma, fino a pochi anni fa, erano alcune centrali
tedesche, tra loro coordinate, che "facevano il passo" a tutta la rete
europea. Queste centrali erano sincronizzate, mi pare, con orologi atomici.
Saluti
Mino Saccone
Roberto Rosoni
"it.scienza.fisica" nel thread "Re: perche 50 Hz":
> > Il mio docente di laboratorio dice che è un problema delle turbine e dei
> > trasformatori nelle centrali. Se non mi sbaglio, è difficile far girare
> > oggetti così grossi a frequenze più alte. Confermatemi questa cosa.
>
> Infatti 50Hz -> 3000 giri/min che e' una velocita' di rotazione elevata
> per gli alternatori trifasi. Non pero' per i trasformatori che sono
> statici (cioe' non hanno parti rotanti).
Ma infatti gli alternatori non devono girare necessariamente a 3000 rpm
per avere il 50 Hz. Con macchine multipolari puoi andare ad una frazione
di quel regime: un alternatore trifase a 12 poli ti da il 50 Hz a 750
rpm.
Ciao.
--
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
La differenza tra mucca normale e mucca pazza? La prima mangia l'erba, la seconda se la fuma.
Franco
Penso che questo potrebbe essere uno dei motivi dei 60 Hz americani.
Avevo letto tempo fa (piu' di 20 anni fa) che gli americani si vantavano
di garantire la stabilita' della frequenza di rete istantanea mentre gli
europei si limitavano a garantirla in media temporale. Francamente mi
ricordo solo questo.
Franco
Roberto Rosoni
"it.scienza.fisica" nel thread "Re: perche 50 Hz":
> Anche noi europei. D'altro canto, se dobbiamo sincronizzare l'intera rete
> europea con qualche orologio, e dobbiamo per forza farlo per tenere la
> frequenza sotto controllo, tanto vale che questo orologio sia molto preciso.
> Il suo costo sara' infatti assolutamente trascurabile rispetto a tutti gli
> altri costi.
>
> Non so se e' ancora cosi', ma, fino a pochi anni fa, erano alcune centrali
> tedesche, tra loro coordinate, che "facevano il passo" a tutta la rete
> europea. Queste centrali erano sincronizzate, mi pare, con orologi atomici.
Che io sappia il passo europeo è dato da alcune centrali idroelettriche
svizzere. Oltretutto rispetto a quelle termiche, sono molto più facili
da regolare (praticamente c'è solo da regolare un rubinetto), hanno poca
manutenzione e, se in zone con ampie riserve, non si fermano
praticamente mai.
C'è anche da dire che una volta al passo la rete è molto autoadattiva,
perché se un generatore tende a perdere il passo, fino a certi valori è
la stessa rete a tenerlo sincronizzato (oltre quel valore scattano delle
protezioni che lo escludono).
Interessante anche il caso di quando si devono interconnettere reti tra
loro non sincronizzate, come nel caso delle linee Europa/Africa a
Gibilterra o Sardegna/continenente (in Toscana, non ricordo bene dove).
In questi casi, per non far casino, si usa corrente continua. Il cavo
con la Sardegna (vecchissimo) è a un solo polo: l'altro è il mare.
--
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
Manufactured from 100% recycled electrons.
Mino Saccone
"Roberto Rosoni" <roberto...@tisLOCKcali.it> wrote in message
news:m29290h21g4tknedv...@4ax.com...
> Franco, in data Thu, 29 Apr 2004 09:38:21 +0200, ha scritto in
> "it.scienza.fisica" nel thread "Re: perche 50 Hz":
> Ma infatti gli alternatori non devono girare necessariamente a 3000 rpm
> per avere il 50 Hz. Con macchine multipolari puoi andare ad una frazione
> di quel regime: un alternatore trifase a 12 poli ti da il 50 Hz a 750
> rpm.
Scusa Roberto:
3000 / 12 * 2 = 500 giri/min
Saluti
Mino Saccone
Elio Fabri
> Ciao a tutti, mi č sorta una domanda un po' strana: perche la tensione
> di rete č a 50Hz?
> Ci sono delle ragioni storiche, tecniche, o č frutto del caso? (tipo
> il primo apparecchio costruito andava a 50 Hz, quindi di conseguenza
Franco ha scritto:
> Penso che l'unico vincolo serio fosse scegliere una frequenza tale che
> l'occhio non percepisse lo sfarfallio nelle lampadine; quindi
> senz'altro piu' di 20 Hz ma anche 30 per avere margine, Per il valore
> preciso, sempre che non sia cauale, dei motivi potrebbero essere che
> 1) il 50 e' un numero facile da utilizzare nelle formule sia al
> numeratore che al denominatore, e 2) trasportato in giri/minuti
> produce un risultato pulito come 3000.
Guarda che la frequenza delle luce emessa dalle lampade a
incandescenza e' doppia di quella di rete...
I vincoli sono altri: vedi dopo.
> I problemi veri sono nati quando si cercava di collegare fra di loro
> questi sistemi. Erano necessari dei convertitori rotanti che
> convertissero una frequenza in un'altra. Quando poi l'impianto
> diventava obsoleto e veniva sostituito, si adeguava al resto della
> frequenza del sistema.
> ...
> In europa invece la normalizzazione e` cominciata dalla germania: a
> cavallo di fine 800 inizi 900, una delle societa` elettriche che
> alimentava berlino aveva cominciato una opera di espansione comprando
> i vari produttori indipendenti e convertendo le loro centraline di
> produzione (per lo piu` a vapore) in sottocentrali di trasformazione:
> in questo modo la sua frequenza (50 Hz) veniva diffusa sempre di piu`.
A me pare di ricordare che in Italia una rete unificata sia
relativamente recente, forse anni '60.
In precedenza le varie societa' produttrici e distributrici adottavano
tensioni diverse e forse anche frequenze diverse.
Non ci giuro, ma mi sembra che a Roma la frequenza prima della guerra
(e forse anche un po' dopo) fosse 42 Hz.
Sicuramente questo numero non me lo sono sognato...
Da ragazzo imparai perecchie di queste cose su un libro di
elettrotecnica per ITI, che purtroppo e' andato perduto non so quando.
Delo ha scritto:
> Il mio docente di laboratorio dice che č un problema delle turbine e
> dei trasformatori nelle centrali. Se non mi sbaglio, č difficile far
> girare oggetti cosě grossi a frequenze piů alte. Confermatemi questa
> cosa.
Non c'e' bisogno di farli girare a frequenza cosi' alte: vorrei vedere
uno di quei bestioni, capaci di produrre una potenza di decine di MW,
girare a 3000 giri/min.
Le macchine multipolari esistono da ben piu' di un secolo...
Il problema e' un altro: le perdite per isteresi crescono
proporzionalmente alla frequenza, e quelle per correnti parassite col
quadrato. Questo obbliga a un compromesso.
Dico un compromesso perche' viceversa la sezione di ferro nesessaria
per avere una certa f.e.m. indotta e' inversamente prop. alla
frequenza, per cui ad es. e' sicuramente svantaggioso per un
trasformatore lavorare a frequenza bassa.
Ho un vago ricordo che i generatori negli aerei un tempo (non so ora)
fossero a 400 Hz, credo proprio per avere congegii piu' leggeri, anche
se a scapito del rendimento.
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------
Roberto Rosoni
"it.scienza.fisica" nel thread "Re: perche 50 Hz":
> > Ma infatti gli alternatori non devono girare necessariamente a 3000 rpm
> > per avere il 50 Hz. Con macchine multipolari puoi andare ad una frazione
> > di quel regime: un alternatore trifase a 12 poli ti da il 50 Hz a 750
> > rpm.
>
> Scusa Roberto:
>
> 3000 / 12 * 2 = 500 giri/min
Ma ti servono multipli di tre poli in un sistema trifase: con un
alternatore trifase a 12 poli hai quattro cicli di sinusoide completi
della fase R per ogni giro di macchina (le altre due fasi - S e T -
altrettanto, sfasate a + e - 120 gradi rispetto alla prima).
O ricordo male?
Ciao.
--
Roberto Rosoni
<roberto...@tisLOCKcali.it> (Remove the lock in your replies)
Spaghetti? E io che credevo fosse una versione impegnativa dello Shangai...
Franco
Roberto Rosoni wrote:
>>Infatti 50Hz -> 3000 giri/min che e' una velocita' di rotazione elevata
>>per gli alternatori trifasi. Non pero' per i trasformatori che sono
>>statici (cioe' non hanno parti rotanti).
>
>
> Ma infatti gli alternatori non devono girare necessariamente a 3000 rpm
> per avere il 50 Hz. Con macchine multipolari puoi andare ad una frazione
> di quel regime: un alternatore trifase a 12 poli ti da il 50 Hz a 750
> rpm.
Vedi risposta ad Elio
Franco
Elio Fabri wrote:
> Non c'e' bisogno di farli girare a frequenza cosi' alte: vorrei vedere
> uno di quei bestioni, capaci di produrre una potenza di decine di MW,
> girare a 3000 giri/min.
> Le macchine multipolari esistono da ben piu' di un secolo...
Gli alternatori multipolari servono ad abbassare il numero di giri
richiesto all'alternatore per produrre la frequenza di rete quando le
turbine utilizzate non possono raggiungere n. di giri elevati. Per es.
in un impianto idroelettrico a bassa velocita' di flusso ed ampia
portata si utilizzano le turbine Kaplan giganti e con bassa velocita' di
rotazione.
Per quanto riguarda la tua affermazione io non sono un elettrotecnico
nel lontano 1978, studente di ingegneria elettronica vidi all'Ansaldo di
Genova in costruzione il rotore dell'alternatore che sarebbe stato
installato in una delle centrali nucleari in costruzione (mi sembra
Caorso). Era lungo parecchi metri ma con un diametro inferiore al metro.
Infatti sul rotore degli alternatori non vanno le spire in cui scorrera'
la corrente ma solo l'elettromagnete rotante e NON era multipolare.
Ciao
Franco
Daniel
> fossero a 400 Hz, credo proprio per avere congegii piu' leggeri, anche
> se a scapito del rendimento.
Caro Elio, ricordi bene! 400 Hz sicuramente in tutti gli aerei militari USA
dei quali vendono i pezzi nei banchetti di materiale surplus.
Non c'entra molto con questo thread ma me l'hai fatto venire in mente e
approfitto di chi potrebbe saperlo: e' ancora vero o e' mai stato vero che
il tono del telefono e' a 440 Hz? Non si sa mai, dovessi perdere il mio La
(non barocco e non delle bande che ne usano altri)...
Daniele Fua'
Uni. Milano-Bicocca
Frantic
> Non c'entra molto con questo thread ma me l'hai fatto venire in mente
> e approfitto di chi potrebbe saperlo: e' ancora vero o e' mai stato
> vero che il tono del telefono e' a 440 Hz?
Attualmente è a 440 Hz in Francia. In Italia (e nella maggior parte
degli stati europei) è a 425 Hz.
--
Frantic
Franco
> A me pare di ricordare che in Italia una rete unificata sia
> relativamente recente, forse anni '60.
Qualcosa del genere risulta anche a me. Nel mio paesino l'energia
elettrica era fornita dal "mulino", con una stabilita` di tensione
orribile (mia madre raccontava che spesso alcuni trasformatori e lampade
bruciavano per tensioni elevate).
> In precedenza le varie societa' produttrici e distributrici adottavano
> tensioni diverse e forse anche frequenze diverse.
> Non ci giuro, ma mi sembra che a Roma la frequenza prima della guerra
> (e forse anche un po' dopo) fosse 42 Hz.
>
> Sicuramente questo numero non me lo sono sognato...
No, non te lo sei sognato. Non so a roma, ma da qualche parte avevo
visto anch'io quel valore di frequenza. Da quanto mi dicono, nel 1945 a
torino la frequenza era di 50 Hz (E 120V la tensione)
> Non c'e' bisogno di farli girare a frequenza cosi' alte: vorrei vedere
> uno di quei bestioni, capaci di produrre una potenza di decine di MW,
> girare a 3000 giri/min.
Pero` fanno alternatori a due poli lunghi e di diametro piccolo,
raffreddati a idrogeno con potenze molto elevate.
Ricordo di aver letto da qualche parte che in uno dei cambi di frequenza
negli stati uniti c'era il problema di un grosso motore multipolare
(forse in westinghouse), che era costoso da sostituire. Avevano fatto i
conti per vedere se poteva ancora funzionare a 60 Hz (rispetto forse ai
precedenti 50 Hz), e avevano visto che potevano usarlo cambiando un
ingranaggio sul carico meccanico. Peccato pero` che avessero dimenticato
gli effetti di accelerazione sul rotore, che dopo un po' di
funzionamento era "esploso".
> Ho un vago ricordo che i generatori negli aerei un tempo (non so ora)
> fossero a 400 Hz, credo proprio per avere congegii piu' leggeri, anche
> se a scapito del rendimento.
Si`, sugli aerei sempre 400 Hz trifase, sulle navi 60 Hz tranne nei
sistemi di arma di quelle militari, che sono di nuovo a 400 Hz.
In questo thread siamo in due franco, io sono quello con la citazione di
wittgenstein.
Casimiro Baldanza
"Ered Luin" <rapetraPLEASE.DON'T...@SPAM.OVER.MEtin.it> ha scritto nel
messaggio news:l5Sjc.115874$hc5.5...@news3.tin.it...
Me lo fece vedere un inglese.Con una mano contano sulle dita, 1 2 3 4 5, al
6 sollevano un dito sella secoda mano azzerando la prima poi ricominciano
col 7 a sollevare le dita della prima mano e cosě via... MAH!
Mino Saccone
"Roberto Rosoni" <roberto...@tisLOCKcali.it> ha scritto nel messaggio
news:c6o290t16d5e2jja6...@4ax.com...
> Mino Saccone, in data Thu, 29 Apr 2004 18:50:44 +0200, ha scritto in
> "it.scienza.fisica" nel thread "Re: perche 50 Hz":
> >
> > 3000 / 12 * 2 = 500 giri/min
>
> Ma ti servono multipli di tre poli in un sistema trifase: con un
> alternatore trifase a 12 poli hai quattro cicli di sinusoide completi
> della fase R per ogni giro di macchina (le altre due fasi - S e T -
> altrettanto, sfasate a + e - 120 gradi rispetto alla prima).
>
> O ricordo male?
Penso che stavolta la memoria t'inganni.
Il trifase o il monofase o il multifase non impattano col numero di paia di
poli che resta sempre legato solo alla frequenza e al numero di giri con la
formula:
f = n * p / 2
f = frequenza
n = numero di giri al secondo
p = numero di poli
Il multifase e' realizzato con avvolgimenti multipli e sfasati tra loro
posti sullo statore.
Facciamo il caso del cosiddetto turboalternatore (2 poli soltanto).
Il rotore porta un polo nord e un polo sud contrapposti. Il rotore sara'
liscio (non a poli salienti) e l'avvolgimento di eccitazione sara'
distribuito sul rotore in cave a distanza variabile tra loro in modo da
creare il piu' possibile un andamento sinusoidale del campo magnetico lungo
la circonferenza, il ciclo di sinusoide, appunto.
Qualunque avvolgimento faccia sullo statore è chiaro che la tensione indotta
avra' la frequenza riportata sopra con p = 2.
Se poi faccio tre avvolgimenti sfasati tra loro di 120 gradi ognuno (senza
sapere l'uno dell'altro) avra' la frequenza di cui sopra.
Collegandoli poi tra loro a stella (di solito) o a triangolo (quasi mai)
ottengo il sistema trifase.
Con 4 poli hai 2 cicli di sinusoide, con 6 poli 3 cicli sempre il numero di
paia di poli insomma.
In pratica con piu' di 4 poli si preferisce fare il rotore "a poli salienti"
(spero di poter usare la vostra memoria non potendo fare il disegno) perche'
sarebbe poco pratico realizzare la sinusoidalita' del campo col solo
distanziamento variabile delle cave (in cui e' posto l'avvolgimento
eccitatore) sul rotore. E' piu' facile profilare opportunamente i poli
salienti.
Saluti
Mino Saccone
Lupo Alberto
Per non parlare dell'ordine con cui sollevano le dita in una mano
per contare fino a 5: prima il mignolo, mi pare, poi indice o
pollice, poi non so quale, un casino completo!
A pensare che 'sta gente governa il mondo... c'č da ridere.
Angelo Rossi
La frequenza di 50Hz è frutto di un compromesso tecnico/economico.
Considera che diminuendo la frequenza diminuisce la reattanza induttiva
delle linee, di contro si avrebbero trasformatori più grandi e più
pesanti, a parità di potenza. Per gli alternatori delle centrali
idroelettriche, ad esempio, converrebbero delle frequenze molto basse, per
limitare il numero di poli, di contro per molti apparecchi utilizzatori,
frequenze al di sotto dei 25Hz sarebbero intollerabili (vedi ad esempio
effetto flicker sulle lampade fluorescenti). Con frequenze maggiori a 50Hz
si avrebbero dei benefici nel costo dei condensatori di rifasamento, a
parità di capacità poichè questi generano potenza reattiva proporzionale
alla frequenza. Infine pensa che la frequenza ottimale, economicamente
parlando, per i turboalternatori, che sono macchine ad induzione bipolari,
si aggira sui 100Hz con potenze di 10-20MW mentre è di 50Hz per macchine
di media potenza (150MW).
Ciao
Angelo Rossi