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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
on sono poche le normative in vigore
per la sicurezza degli apparecchi elet-
trici industriali e si moltiplicano quando
si tratta del settore medicale dove a rischio è
la sicurezza dei pazienti. Per un alimentatore
è indispensabile l’isolamento elettromagneti-
co fra la rete elettrica pubblica e l’apparec-
chio alimentato, ma per molte applicazioni a
elevate prestazioni dove i requisiti sono più
severi occorre che la potenza elettrica fornita
venga anche ripulita il più possibile da tutti gli
eventuali effetti potenzialmente nocivi come
sovraccarichi, impulsi, sfasamenti e armoniche
di frequenza sia in tensione che in corrente. La
crescente complessità dei moderni sistemi elet-
tronici impone maggior responsabilità da parte
dei progettisti nell’ottimizzare l’uso dell’energia.
Per esempio, nell’impiego medicale gli alimen-
tatori devono garantire due livelli di sicurezza
con un isolamento fondamentale esterno e poi
un altro intrinseco nelle caratteristiche costrut-
tive del prodotto. Inoltre, nell’elettrotecnica
prevalentemente industriale è indispensabile
correggere il fattore di potenza perché può
influire drasticamente sulle prestazioni degli
apparecchi.
In pratica, il fattore di potenza è il parametro
che esprime la correlazione angolare fra le
forme d’onda alternate della tensione e della
corrente e perciò rappresenta una misura della
qualità della potenza e dell’efficienza energeti-
ca dei sistemi. In altri termini, se si misurano
semplicemente i valori efficaci della tensione e
della corrente ai morsetti di un carico o di un
circuito elettrico ciò che si ricava è la potenza
apparente V·A tradizionalmente descritta in
“voltampere” che sono comunque dimensional-
mente identici ai Watt. Tuttavia, affinché essa
rappresenti completamente la potenza attiva
occorre che la tensione e la corrente siano in
fase, altrimenti il valore misurato va moltipli-
cato per il fattore di potenza ovvero il coseno
dell’angolo presente fra i due vettori, meglio
noto come sfasamento: P
att
=V·Acos
ij
.
Se il fattore di potenza è 1 allora la tensione e la
corrente sono in fase e la potenza è tutta attiva,
ma se scende significa che gli elementi reattivi
ovvero i condensatori e le induttanze creano
potenza reattiva che si calcola moltiplicando
tensione e corrente per il seno dello sfasamen-
to: P
reat
=V·Asin
ij
. Se la tensione e la corrente
sono sfasate di 90° allora il coseno è 0 e il seno
è 1 e la potenza è tutta reattiva, necessaria per
comandare e controllare l’attività dei dispositivi
circuitali ricchi di condensatori e induttanze
ma non direttamente responsabile nel produrre
lavoro elettrico.
In effetti, le induttanze aggiungono ritardi di
fase ossia sfasamenti con angolo maggiore di
0 e minore di
ʌ
/2 mentre le capacità introdu-
cono anticipi di fase ossia angoli minori di 0 e
maggiori di -
ʌ
/2 e ciò significa che sfasano in
direzioni opposte, ragion per cui basterebbe
progettare a regola d’arte i circuiti in modo
tale che l’effetto globale dei componenti reattivi
si compensi e ai morsetti di uscita le tensioni
e le correnti risultino perfettamente in fase.
Purtroppo al lato pratico è ben difficile che ciò
succeda non per l’incapacità dei progettisti ma
a causa del gran numero delle variabili in gioco
capaci di influenzare la fase dei segnali come
picchi di tensione o corrente, accoppiamenti
TECHFOCUS
POWER SUPPLY
L’alimentazione
elettrica deve
garantire sicurezza
ai prodotti, agli
utilizzatori e agli altri
apparecchi collegati
alla rete offrendo nel
contempo la massima
efficienza energetica
ALIMENTATORI
N
EFFICACI
Lucio Pellizzari
