Ridurre la tensione con condensatori - Reattanza capacitiva.

[AndreA.]

Ai lettori di PLC con affetto e senza nessuna presunzione.

Andrea Piscopo--Fulvio Persano.

Per circuiti che non devono essere assolutamente manipolati perché non isolati dalla rete elettrica. Il rischio di restare folgorati è molto alto.

Alimentare dei carichi direttamente dalla rete, senza trasformatore.

Per rendere operativa questa soluzione bisogna conoscere dei parametri importanti per poter poi applicare la legge di Ohm.

Bisogna in primis conoscere la tensione di ingresso quindi la tensione richiesta dal circuito e la corrente di esercizio, prendiamo come esempio la mitica lampada, non quella a risparmio energetico.

Presumiamo che la lampada funzioni a 12V e 0,1A mentre si ha una tensione di ingresso di 230Vca e ci interessa conoscere i valori del resistore da inserire in serie al circuito, si applica la legge di Ohm, e cioè R = V/I dove V è la differenza di potenziale che si crea ai capi del carico perciò dalla tensione d’ingresso togliamo la tensione di alimentazione della lampada la differenza divisa per la corrente

V:I=R Vin-Vout:I=R 230-12/0,1=2180

Da questa semplice formula si è ottenuto il valore in Ohm

Ora bisogna conoscere la potenza che deve dissipare il resistore, quindi bisogna applicare un’altra formuletta del sig.Ohm.

W= R* I2 = 2180*0.12=21,8W

Quindi per alimentare una lampada di 1,2W(V*I)(12*0.1) si dissiperanno circa 22W, una energia spropositata.

Vi è un altro modo molto meno dispendioso, e cioè sfruttare la reattanza capacitiva, la quale formula è:

Xc= 1/2π f C

Leggendo le formule di reattanza può capitare di non leggere 2π f ma di trovare questo segno ω (omega) che li accomuna .

In questa formula il condensatore è espresso in Farad, quindi 0,000001F=1µf .

Il risultato è 3184 circa( vari decimali).

Utilizzando questo risultato è possibile calcolare la reattanza in microfarad Xc=3184/C

Per esempio volendo conoscere la resistenza (reattanza) di un condensatore da 2Mf a 50Hz basta dividere 3184/2=1592 quindi possiamo affermare con sicurezza che un condensatore da 2µf a 50 Hz si comporta come un resistore da 1592 Ω.

Da ricordare che la reattanza è inversamente proporzionale alla frequenza., quindi più aumenta la frequenza più diminuisce la reattanza, ecco perché nei varicap (sintonizzatori a diodo) le capacità sono bassissime.

Volendo alimentare una lampada da 230V--5W con una tensione di 100V, per prima cosa si deve calcolare il valore della capacità C e ancor prima si deve calcolare la corrente richiesta dalla lampada, conoscendo il vattaggio W si applica I= W/V= 5/100= 0.05, per la tensione di lavoro del condensatore si usa la solita formula e cioè la differenza fra le due tensioni però questa volta al quadrato e sotto radice: Vcond=√ 2302 -1002 =207V il valore ottenuto va diviso per la corrente quindi Xc= Vc/I = 207/0,05= 4140 3184/4140=0,769Mf che si può arrotondare a 0,77Mf, quindi per alimentare una lampada da 100V 5W e consumare solo il necessario, senza dissipare energia in calore occorre un condensatore da 0,77Mf a 207V.

Senza parlare di anticipo e ritardo tra tensione e corrente quando attraversano un condensatore oppure una bobina, che è di 90°.

Alcune formule svolte in immagini sono state trascritte.

[Fulvio Persano]

Ciao.

Ieri, 19 Marzo festa del papà, Andrea, come al solito, è stato particolarmente generoso (come tutti i papà).

Ha voluto rendere noto a tutti gli utenti del Forum, un trattato (si può definire tale ?), particolarmente interessante; che però, è totalmente frutto del contenuto della sua scatola cranica. Di mio, c'è solo la co-intestazione.

Questo, per ribadire ancora una volta la generosità di un amico, ma soprattutto per dare a Cesare quel che è di Cesare.

Con l'occasione, gli rinnovo gli auguri di una Santa Pasqua a lui ed a tutta la sua famiglia.