PRESE A SPINA

TIPO A - Standard italiano - E' la presa più diffusa nelle nostre abitazioni e può sopportare una corrente massima di 10 ampere, cioè una potenza di circa 2000 watt. Nel suo uso bisogna evitare il sovraccarico con prese multiple o con adattatori che permettano l'inserimento di spine da 16 A (adatte per le prese di tipo B). Il morsetto di terra è quello centrale. TIPO B - Standard italiano - Può sopportare una corrente massima di 16 ampere (circa 3500 watt). Si trova in casa in alcuni punti ove è previsto un maggiore assorbimento di corrente (ad es. lavatrice). Il morsetto di terra è quello centrale. TIPO C - Presa bivalente - Unisce i due tipi precedenti permettendo l'inserimento sia delle spine da 10 A, sia di quelle da 16 A. Il morsetto di terra è quello centrale. TIPO D - Standard tedesco - Si può trovare generalmente in cucina per l'uso di alcuni elettrodomestici come il frigorifero. La corrente può al massimo raggiungere 16 A. I morsetti di terra sono posti lateralmente.

Per evitare accidentali contatti con le parti in tensione bisogna preferire prese con alveoli protetti nelle quali i fori, normalmente chiusi da una membrana isolante, si aprono solo inserendo la giusta spina.

Non basta la sola presa per stabilire quanta corrente possiamo prelevare. Ad esempio:

- in impianti non eseguiti a regola d'arte, una presa da 16 ampere potrebbe essere alimentata

da cavi non idonei a sopportare tale corrente.

- una linea da 16 ampere può alimentare più prese da 16 ampere. Se preleviamo questa

corrente da una sola presa, alle altre non è possibile collegare alcun carico (ovviamente deve

esserci una protezione a monte per evitare il sovraccarico).

Attenzione, inoltre, agli adattatori.

LAMPADE

GRANDEZZE FOTOMETRICHE Flusso luminoso - è la quantità di luce emessa da una lampada in un secondo. Si misura in lumen (lm) Efficienza luminosa - è il rapporto tra il flusso luminoso e la potenza elettrica assorbita. Si misura in lumen per watt (lm/W). Infatti due lampade di diverso tipo possono assorbire la stessa potenza ma emettere un flusso luminoso diverso. Quella che emette un flusso luminoso maggiore ha una maggiore efficienza luminosa. Illuminamento - è il flusso luminoso per metro quadro. Si misura in lux (lx = lm/mq).

RESA DEI COLORI Un oggetto, che non emette luce propria, appare di un certo colore perchè riflette quelle determinate radiazioni luminose. Risulta ovvio che tali radiazioni devono essere presenti nell'emissione della lampada per essere riflesse. Una una buona illuminazione devono essere presenti tutte le lunghezze d'onda visibili. Per le lampade esiste l'indice di resa cromatica (IRC) che può assumere un valore massimo di 100. Un IRC=85-100 indica un'ottima resa cromatica. Questa è buona tra i 70 e gli 85 e discreta tra i 50 e i 70.

TEMPERATURA DI COLORE Nel valutare l'emissione di sorgenti luminose viene presa in considerazione anche la temperatura di colore, misurata in gradi kelvin (K). Bassi valori della temperatura di colore corrispondono a tonalità calde e viceversa alti valori corrispondono a tonalità fredde. Ad esempio una luce bianca calda per interni si aggira sui 3000 K e una luce bianca per grandi magazzini si aggira sui 4000 K. La luce diurna supera i 5000 K.

LAMPADE AD INCANDESCENZA Inventata nel 1879 da Thomas Alva Edison, la lampada ad incandescenza è la più comune nelle nostre case. Sfrutta l'effetto Joule in quanto un filamento di tungsteno viene riscaldato dal passaggio della corrente elettrica e diviene incandescente. Il bulbo in vetro permette di creare il vuoto all'interno della lampada in modo che il filamento non possa bruciare. L'impiego è molto semplice poichè la loro accensione è immediata, non sono

richieste apparecchiature ausiliarie e la resa dei colori è ottima (IRC=100). La temperatura di colore è 2700 K. Variazioni nella tensione di alimentazione si riflettono sensibilmente sul flusso luminoso. Purtroppo hanno una bassa efficienza luminosa (8-15 lm/W) e una vita limitata (1000 ore), se confrontata con altri tipi di lampade. Solo il 5% dell'energia viene convertita in luce, il resto viene perso come calore. E' prevista la loro eliminazione dal mercato.

LAMPADE ALOGENE Sono anch'esse lampade ad incandescenza e quindi sfruttano lo stesso principio. Nel bulbo sono introdotte

piccole quantità di alogeno che danno luogo a un processo che riporta sul filamento il tungsteno volatilizzato. Esistono lampade alogene del tipo rappresentato in figura, ma sono in commercio anche lampade con normale attacco a vite o quelle miniaturizzate alimentabili in bassa tensione. Queste ultime possono essere dotate anche di specchio ellittico, parabolico o dicroico. Anche le lampade alogene hanno accensione immediata, non richiedono apparecchiature ausiliarie e hanno un'ottima resa dei colori (IRC=100). Hanno una efficienza luminosa superiore alle normali lampade ad incandescenza (16-25 lm/W) e una vita doppia (2000 ore), ma hanno un costo decisamente più elevato, una maggiore temperatura di funzionamento e sono più delicate. La temperatura di colore va dai 2900 K ai 3000 K. Il bulbo non deve essere toccato con mani nude, poichè le tracce lasciate innescano

un processo di devetrificazione. Esistono lampade alogene miniaturizzate, alimentate anche a bassa tensione (6-12V) con e senza specchio.

LAMPADE TUBOLARI FLUORESCENTI Queste lampade fanno parte della categoria delle lampade a scarica nei gas. Sono costituite da un tubo le cui pareti sono rivestite di fosfori, che emettono luce poichè colpiti dalla luce ultravioletta prodotta dal gas di mercurio all'interno. Per accendersi hanno bisogno di una tensione di

innesco che si crea grazie allo starter e quindi di un dispositivo che limiti la corrente di funzionamento ovvero del reattore. La loro efficenza luminosa è più alta di quella delle lampade ad incandescenza (40-90 lm/W) e la durata può arrivare alle 10000 ore. Purtroppo hanno bisogno di apparecchiature ausiliarie (starter e reattore), hanno grandi dimensioni e generalmente non hanno un'accensione immediata e non si possono usare con regolatori di luce. La resa cromatica ha valori che variano, a seconda dei modelli, da IRC=65 a IRC=85. La temperatura di colore può andare dai 1700 K ai 6500 K. La durata risente del numero di accensioni e le basse temperature possono ridurne sensibilmente il flusso.

EFFETTO STROBOSCOPICO Le lampade a scarica nei gas creano un effetto stroboscopico per cui oggetti in rapido movimento, sia rettilineo che circolare, possono apparire fermi o dotati di movimenti a scatti.

LAMPADE FLUORESCENTI COMPATTE Funzionano sullo stesso principio delle lampade fluorescenti. Le apparecchiature ausiliarie sono di tipo elettronico e fanno parte integrante della lampada stessa, che può essere quindi avvitata a un portalampada come una normale lampada ad incandescenza. L'efficienza luminosa e la durata sono simili a quelle delle lampade fluorescenti normali, però le dimensioni sono nettamente inferiori, poichè il tubo risulta ripiegato in forme

diverse. Poichè la durata risente del numero di accensioni, sono particolarmente adatte dove la lampada deve rimane in funzione ininterrottamente per lungo tempo. Dopo l'accensione hanno bisogno di un pò di tempo per riscaldarsi e raggiungere la massima emissione luminosa. Non possono essere usate con regolatori di luce.

LED I LED (Light Emitting Diode) stanno gradualmente entrando a far parte dei componeti per l'illuminazione. Sono ottenuti sfruttando le caratteristiche dei semiconduttori. I primi LED erano di colore rosso e, dopo il

verde, solo in tempi più recenti si è ottenuto il colore blu. I due terminali di un LED sono collegati all'anodo e al catodo. Il primo deve essere collegato a un potenziale positivo rispetto al catodo (per i LED nella foto l'anodo ha il terminale più lungo). Ogni LED deve essere alimentato con una tensione di circa 1,5 V e deve essere protetto con una resistenza per limitare la corrente a valori di circa 15-20 mA.

LAMPADA NOTTURNA "FREDDA"

ALTRE LAMPADE

Vi sono altre lampade generalmente non utilizzate in ambito domestico:

LAMPADE A VAPORI DI MERCURIO Utilizzate generalmente per illiminare grandi edifici di tipo industriale - Hanno bisogno di un apposito alimentatore - Accensione in 4-5 minuti - Riaccensione dopo alcuni minuti di raffreddamento - Efficienza luminosa 30-60 lm/W - Temperatura di colore 2900-4200 K - Durata 10000 ore Lampade a luce miscelata: facili da usare - Efficienza luminosa 11-26 lm/W - Temperatura di colore 3500 K - Durata 3000-4000 ore Lampade ad alogenuri metallici: hanno bisogno di alimentatore e di accenditore - Efficienza luminosa 67-94 lm/W - Temperatura di colore 4000-4600 K - Durata 5000 ore

LAMPADE A VAPORI DI SODIO Ad alta pressione: hanno bisogno di alimentatore e di accenditore - Luce "bianco-oro" - Efficienza luminosa 65-125 lm/W - Temperatura di colore 1900-2100 K - Durata 10000 ore Esistono nuovi tipi che non necessitano di accenditore, per cui possono utilizzare lo stesso alimentatore delle lampade a vapori di mercurio. A bassa pressione: hanno bisogno di alimentatore e di accenditore - Luce monocromatica (gialla) - Efficienza luminosa 123-179 lm/W - Temperatura di colore 1800 K - Durata 10000 ore

LAMPADE AD INDUZIONE Realizzazione recente - Un gas viene eccitato con onde elettromagnetiche - Efficienza luminosa 65 lm/W - Temperatura di colore 3000-4000 K - Durata 60000 ore

CAVI

La corrente elettrica può raggiungere i vari punti di un impianto utilizzando cavi di adeguata sezione e opportunamente posati. In questi componenti distinguiamo principalmente le seguenti parti: - conduttore: è la parte metallica (solitamente in rame) effettivamente percorsa dalla corrente; - isolante: è la parte che circonda il conduttore (solitamente PVC o gomma); - anima: è l'insieme di conduttore e isolante; - guaina: rivestimento protettivo esterno. I cavi, contraddistinti anche da un idoneo colore, possono essere rigidi o flessibili, con o senza guaina. Inoltre si hanno cavi con una sola anima (cavi unipolari) e cavi con due o più anime (cavi multipolari). I cavi senza guaina possono essere solo unipolari.

In base al loro comportamento nei confronti del fuoco i cavi vengono classificati in: - non propaganti la fiamma; - non propaganti l'incendio; - non propaganti l'incendio e a ridotta emissione di fumo e gas tossici; - resistenti al fuoco; - per ambienti ad elevate temperature. TENSIONE NOMINALE DEI CAVI Ogni cavo ha una tensione di isolamento indicata da due valori Uo/U: - Uo: è la tensione massima che con sicurezza l'isolamento del cavo può sopportare verso terra (tensione cavo-terra); - U: e la tensione massima che con sicurezza l'isolamento del cavo può sopportare rispetto a un cavo a stretto contatto (tensione cavo-cavo).

TENSIONE NOMINALE Uo/U

SIMBOLO DI DESIGNAZIONE

< 100/100 V 00

>= 100/100 V 01

< 300/300 V 02

300/300 V 03

300/500 V 05

450/750 V 07

0.6/1 kV 1

1.7/3 kV 3

3.5/6 kV 6

6/10 kV 10

T U B I

I cavi elettrici posati a vista, sotto intonaco, sotto pavimento o interrati, vengono normalmente protetti in tubi, che presentano un adeguato diametro e diverse tipologie derivanti dal tipo di utilizzo.

TUBI FLESSIBILI IN POLIVINILE

Possono appartenere sia alla serie pesante, più resistente allo schiacciamento, sia alla serie leggera.

TUBI RIGIDI IN PVC Possono appartenere sia alla serie pesante, più resistente allo schiacciamento, sia alla serie leggera.

TUBI IN ACCIAIO ZINCATO

Utilizzati quando è richiesta una particolare resistenza meccanica.

APPARECCHI DI COMANDO

INTERRUTTORE Apparecchio che ha solo due posizioni definite, adatto ad aprire e chiudere, sotto carico, un circuito elettrico. IN FIGURA: circuito per l'accensione di una lampada da un solo punto.

COMMUTATORE Apparecchio adatto a commutare, sotto carico, due o più circuiti. IN FIGURA: circuito per l'accensione indipendente di due lampade di un unico lampadario.

DEVIATORE Apparecchio adatto a commutare fra loro, sotto carico, due conduttori di una porzione di circuito bifilare avente la stessa polarità. IN FIGURA: circuito per l'accensione di una lampada da due punti (comune nei corridoi degli appartamenti).

INVERTITORE Per comandare l'accensione da più di due punti è pratico l'uso dei relè. Esistono, comunque, gli invertitori da usare insieme ai deviatori. Questi ultimi vengono posti alle estremità del circuito. IN FIGURA: circuito per l'accensione di una lampada da tre punti

PULSANTE Ha due posizioni, di cui una di riposo. Sono disponibili sia pulsanti che a riposo sono normalmente aperti (NO), sia pulsanti che a riposo sono normalmente chiusi (NC).

RELE' Per comandare l'accensione di lampade da più di due punti, risulta comodo l'utilizzo di relè bistabili, cioè con entrambe le posizioni (aperto-chiuso) di riposo. Su questo apparecchio non si agisce manualmente, come per quelli sopra descritti, ma tramite un circuito elettrico che viene alimentato premendo uno qualsiasi dei pulsanti predisposti nei vari punti. Ogni volta il relè commuta in una delle due posizioni (aperto-chiuso) e vi rimane fino alla successiva pressione.

CONTATTORE Interruttore comandato a distanza grazie a un elettromagnete che, fino a quando risulta

alimentato, mantiene chiusi i contatti. Permette molte manovre ogni ora e per questo è impiegato specie nel comando di macchine operatrici.

INTERRUTTORI

Gli interruttori sono tra i componenti elettrici più utilizzati, ma forse non tutti sanno che essi appartengono a due categorie ben distinte: interruttori unipolari e interruttori bipolari. INTERRUTTORE UNIPOLARE In un'altra pagina si è spiegato come la corrente arriva alle varie apparecchiature, in un sistema monofase, sfruttando due cavi: la fase e il neutro. Basta interrompere indifferentemente uno solo dei due conduttori per interrompere la circolazione di corrente e quindi il funzionamento dell'apparecchiatura. A questo compito si presta bene l'interruttore unipolare, cioè che agisce su un solo polo.

Sono unipolari, ad esempio, gli interruttori che si usano per comandare le lampade di un normale appartamento. INTERRUTTORE BIPOLARE

Per scollegare completamente l'utilizzatore elettrico dall'impianto, l'interruzione deve avvenire, invece, sia sulla fase che sul neutro ovvero sui due poli. In questo caso bisogna usare l'interruttore bipolare.

Normalmente sono bipolari, ad esempio, tutti gli interruttori di protezione presenti nel quadro elettrico di un appartamento.

INTERRUTTORE MAGNETOTERMICO

La corrente elettrica, percorrendo i circuiti, produce fenomeni magnetici e fenomeni termici (riscaldamento per effetto Joule. L'interruttore magnetotermico, come si evince dal nome, racchiude due sganciatori: uno magnetico e uno termico. Il primo, con intervento istantaneo, scatta a causa di un rapido e consistente aumento della corrente, ben oltre il limite consentito. Questa situazione è tipica del cortocircuito. L'interruttore termico interviene per sovraccarico ovvero quando assorbiamo più corrente del consentito: il sensore all'interno dell'interruttore si riscalda e provoca lo scatto. E' lo stesso tipo di interruttore che l'ENEL usa per impedire un assorbimento superiore a quello previsto nel contratto.

L'interruttore magnetotermico protegge dal cortocircuito e dal sovraccarico.

L'interruttore è caratterizzato dalla tensione nominale, cioè dalla tensione del suo normale utilizzo (assegnata dal costruttore). Per i circuiti domestici è di 230 volt. La sua corrente

nominale (In) è invece quella che può circolare senza problemi a una certa temperatura ambiente (indicata sulla targa se diversa da 30°C). Le correnti nominali in uso hanno i seguenti valori espressi in ampere:

6 10 13 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125

Le modalità di intervento magnetico sono tre in base ai limiti della corrente di intervento (riferiti alla corrente nominale In) in caso di cortocircuito:

TIPO LIMITI DELLA CORRENTE DI INTERVENTO

B 3In --- 5In

C 5In --- 10In

D 10In --- 20In

In pratica il tipo B interviene per più basse correnti.

INTERRUTTORE DIFFERENZIALE

L'interruttore differenziale, se presente nel nostro quadro elettrico d'appartamento, è facilmente riconoscibile per la presenza di un pulsante, utile per la manutenzione, contrassegnato dalla lettera T (può avere forma diversa da quello nella foto). I cavi che conducono la corrente elettrica sono generalmente due: la fase e il neutro. Poichè la corrente entra dalla fase, percorre i circuiti ed esce dal neutro, in condizioni normali quella entrante deve essere

uguale a quella uscente. Se ciò non accade significa che una parte di essa sta percorrendo strade diverse, come il corpo umano in caso di scossa elettrica (contatto diretto) o per cedimento dell'isolante, ad esempio, di un elettrodomestico collegato all'impianto di terra. L'interruttore differenziale (conosciuto anche come salvavita) confronta continuamente la corrente entrante con quella uscente e scatta quando avverte una differenza.

In figura è rappresentato un contatto diretto: in sua assenza le correnti A e C sono uguali e il differenziale non interviene, ma nel caso specifico C=A-B, per cui il differenziale avverte una differenza pari a B e se questa è superiore alla sua soglia di sensibilità, interviene. La sensibilità è indicata sull'interruttore in uno dei due modi in figura:

Bisogna, quindi, stare attenti alle cause che hanno provocato lo scatto, prima di richiudere l'interruttore.

L'interruttore differenziale, in un impianto domest ico, deve avere una sensibilità di valore non superiore a 30 milliampere

Un qualunque impianto elettrico, specie se vecchio e con componenti non in perfette condizioni, ha delle piccole dispersioni di corrente che, sommate tra loro, possono provocare lo scatto dell'interruttore differenziale, senza particolari situazioni di pericolo. Per questo è consigliabile non usare nel quadro elettrico generale un interruttore differenziale con sensibilità di valore inferiore a 30 milliampere (30 mA). Singole prese possono comunque essere protette con sensibilità di 10 mA.

Esistono anche interruttori magnetotermici differenziali che racchiundono in un solo componente anche gli sganciatori magnetici e termici.

TIPOLOGIE COSTRUTTIVE

TIPO DESCRIZIONE

AC solo per correnti di guasto sinusoidali

A anche per correnti di guasto pulsanti

B anche per correnti di guasto continue

IL QUADRO ELETTRICO

In ogni impianto elettrico, a valle del contatore, viene installato un quadro di distribuzione. I più piccoli sono in materiale plastico autoestinguente a doppio isolamento e possono essere sia incassati (in figura) che a muro. Gli altri sono di tipo metallico. All'interno vengono alloggiati gli interruttori, che hanno due funzioni: - protezione dei circuiti; - sezionamento, ovvero interruzione dell'alimentazione dei circuiti, ad esempio per compiere lavori sull'impianto elettrico in tutta sicurezza. Il numero di interruttori installati deriva principalmente da considerazioni di tipo funzionale. Ad esempio in un normale appartamento è possibile proteggere l'impianto elettrico con un solo interruttore magnetotermico-differenziale, ma in caso di guasto o di lavoro su una sola parte dell'impianto, verrà a mancare l'alimentazione a tutto l'appartamento.

In linea di massima nel quadretto d'appartamento è conveniente installare almeno tre interruttori, come nella foto.

Il primo interruttore, generale (a sinistra nella foto), è il differenziale, conosciuto comunemente come salvavita, e si individua facilmente per la presenza di un pulsante, utile per la manutenzione, contrassegnato con la lettera T. Seguono generalmente due interruttori di tipo magnetotermico, con cui si comandano e si proteggono i circuiti luce e i circuiti che alimentano le prese. In figura è rappresentato il corrispondente schema elettrico.

Ogni circuito deve avere a monte un interruttore differenziale di sensibilità non superiore a 30 mA.

Gli interruttori sono di tipo modulare, cioè di dimensioni standardizzate che ne consentono un agevole posizionamento ad incastro su profilati metallici DIN che sono già predisposti all'interno dei quadri.

FUSIBILI

I fusibili, come il nome stesso suggerisce, sono dispositivi la cui parte conduttrice fonde per effetto Joule in presenza di correnti con valore maggiore della soglia ammessa. In pratica interrompono il circuito in presenza di sovraccarico o di corto circuito. Rispetto al passato hanno perso importanza a favore degli interruttori magnetotermici, ma sono ancora utilizzati. Tutto l'insieme costituito dalla parte conduttrice, dal contenitore isolante e dai contatti prende il nome di cartuccia e va sostituita, ovviamente, dopo l'intervento. La cartuccia

viene alloggiata in un portafusibili. Per un uso generale esistono fusibili di tipo gG, mentre per la protezione dei motori esistono fusibili di tipo gM e aM. La corrente nominale è quella che il fusibile può sopportare senza fondere. I valori disponibili, in ampere, sono:

2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 63 - 80 - 100

Esistono anche fusibili con correnti nominali più elevate, ma adoperabili solo da personale addestrato.

Anche i circuiti elettronici (tensioni e correnti basse) sono spesso protetti con fusibili. Accade in particolare nella sezione di alimentazione. Sono ovviamente più piccoli di quelli utilizzati negli impianti elettrici e si presentano solitamente come nelle foto a sinistra. All'interno del cilindro trasparente è visibile l'elemento destinato a interrompersi in caso di intervento. Anche in questo caso, per ripristinare il funzionamento del circuito, bisogna sostituirlo con un fusibile dalle identiche caratteristiche. E' opportuno, però, indagare prima sulle cause che hanno portato all'intervento.

IMPIANTO DI TERRA

SITUAZIONE PERICOLOSA: Toccare un oggetto conduttore (massa) che normalmente si trova a potenziale zero, ma che per un'anomalia nel funzionamento si trova a potenziale diverso da zero (contatto indiretto). Ad esempio se cede l'isolante del circuito elettrico di una lavatrice, l'intera parte metallica dell'elettrodomestico si potrebbe portare a 230 volt, con pericolo in caso di contatto.

POSSIBILE SOLUZIONE: Collegare l'oggetto con un corpo che è costantemente vincolato a potenziale zero. Se il collegamento è a resistenza nulla (R=0), anche l'oggetto si porta a potenziale zero, eliminando il pericolo. Il corpo che ci garantisce un potenziale costantemente vincolato a zero è il nostro pianeta Terra.

LA SITUAZIONE REALE: Il collegamento a terra non è mai a resistenza zero, in quanto qualsiasi conduttore elettrico possiede una certa resistenza. Comunque si fa in modo che questa sia la più bassa possibile, avvicinandosi così al caso ideale.

Collegando a terra le previste parti metalliche di apparecchi elettrici, ci poniamo al sicuro da contatti con potenziali pericolosi. Normalmente le apparecchiature elettriche che abbiamo in casa vengono collegate a terra tramite l'alveolo centrale delle prese (solo se l'impianto di terra è esistente).

ELIMINAZIONE DEL PERICOLO: Il collegamento a terra provoca, in caso di guasto, una circolazione di corrente dall'oggetto verso terra. Questa corrente viene avvertita dall'interruttore differenziale (salvavita), che scatta eliminando la tensione da tutto l'impianto elettrico collegato.

COMPONENTI In un impianto elettrico ogni massa, tramite il conduttore di protezione, è collegata al collettore (o nodo) principale di terra. A sua volta il conduttore di terra collega il nodo ai dispersori e i dispersori tra loro. Questi ultimi, in intimo contatto col terreno, costituiscono la parte terminale dell'impianto.

Al nodo di terra vanno collegati anche i conduttori equipotenziali, che collegano le masse

estranee come tubazioni e strutture metalliche.

La sezione del conduttore di protezione deve essere la stessa dei conduttori di fase fino a 16

mmq.

IMPIANTO DI PROTEZIONE CONTRO I FULMINI

Il sistema di protezione contro i fulmini (LPS - Lightning Protection System) non impedisce ovviamente la scarica, ma, adeguatamente collegato a un idoneo impianto di terra, capta il fulmine riducendone gli effetti dannosi. Si ha un LPS esterno e un LPS interno e le norme CEI 81-1 prevedono quattro livelli di protezione:

Livello di protezione Efficienza

I 0.98

II 0.95

III 0.90

IV 0.80

Un'adeguata valutazione parte dal valore Nt ovvero dal numero di fulmini che ogni anno interessa la zona per ogni chilometro quadrato. A titolo di esempio si riportano i valori di alcune città italiane:

ANCONA 1,5 AOSTA 1,5 BARI 2,5

BOLOGNA 2,5 BOLZANO 2,5 CAGLIARI 2,5

CAMPOBASSO 2,5 FIRENZE 1,5 GENOVA 4,0

L'AQUILA 2,5 MILANO 4,0 NAPOLI 1,5

PALERMO 2,5 PERUGIA 4,0 POTENZA 2,5

REGGIO C. 2,5 ROMA 4,0 TORINO 2,5

TRENTO 2,5 TRIESTE 4,0 UDINE 4,0

VENEZIA 4,0

Un altro dato da tener presente è il coefficiente ambientale C, che dipende dalle strutture che circondano l'edificio in questione:

C = 0,25 - la struttura è situata in un'area con presenza prevalente di strutture di altezza uguale o maggiore.

C = 0,5 - struttura situata in un'area con presenza prevalente di strutture più basse.

C = 1 - struttura isolata: non esistono altre strutture o oggetti entro una distanza pari a tre volte l'altezza della struttura

C = 2 - struttura isolata sulla cima di una collina o di una montagna LPS ESTERNO L'impianto esterno è principalmente costituito da captatori del tipo ad asta o a maglia. La loro funzione è quella di creare un volume protetto ovvero una zona che non può essere colpita da fulmini

Captatore ad asta - consiste nel posizionare una o più aste metalliche in uno o più punti, sulla sommità di edifici con ridotto sviluppo orizzontale.

Per la progettazione viene adottato il metodo della sfera rotolante. Stabilito il raggio r in base al livello di protezione, si fa rotolare la sfera sul terreno e intorno ai captatori. In nessun punto deve essere toccato il volume da proteggere,

LIVELLO DI PROTEZIONE RAGGIO DELLA

SFERA ROTOLANTE

I 20 m

II 30 m

III 45 m

IV 60 m

Captatore a maglia - consiste nel creare una gabbia metallica intorno all'edificio, tramite piattine o tondi in ferro o rame, per proteggerlo completamente. I percorsi devono essere quanto più possibile rettilinei e i cambi di direzione devono avvenire senza spigoli o curve a piccolo raggio. La protezione è tanto più efficace quanto più strette sono le maglie e più distanziate dal fabbricato, ma bisogna anche tenere in conto l'estetica.

LIVELLO DI PROTEZIONE LATO MASSIMO DI MAGLIATURA

I 5 m

II 10 m

III 15 m

IV 20 m

LPS INTERNO

Quando l'LPS esterno viene colpito da un fulmine, per un brevissimo istante l'impianto

parafulmine si porta a un potenziale molto elevato con altrettanto elevate correnti in gioco.

Questo crea una considerevole differenza di potenziale tra LPS e struttura protetta,

accompagnata da fenomeni di induzione elettromagnetica. Come conseguenza si possono

avere sovratensioni e scariche elettriche all'interno della struttura protetta, anche se questa

non è stata colpita direttamente dal fulmine.

L'impianto interno, tramite connessioni metalliche o limitatori di sovratensione, serve ad

evitare che scariche elettriche interessino la parte interna del volume protetto quando il

fulmine colpisce l'impianto di protezione esterno o quando il fulmine interessa la linea di

alimentazione dell'edificio o cade nelle sue immediate vicinanze.

IL TRASFORMATORE

Il trasformatore viene usato generalmente per elevare o abbassare la tensione disponibile. E' frequente l'uso di questo componente per ottenere dai normali 230 volt, tensioni molto più basse, variabili tra 1,5 e 12 volt.

CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE Il trasformatore basa il suo funzionamento sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Infatti il circuito di ingresso (primario) e quello di uscita a tensione più bassa (secondario) non sono in contatto fisico, ma il primo agisce sul secondo solo tramite il flusso magnetico che genera quando è attraversato dalla corrente. I due circuiti sono avvolti in spire (avvolgimenti), di numero opportuno, su uno stesso nucleo di materiale ferromagnetico. Questo materiale ha la capacità di facilitare il passaggio del flusso magnetico dal circuito primario a quello secondario (alta permeabilità magnetica), incanalandolo al proprio interno.

In figura vediamo schematizzato un trasformatore. Con Vi è indicata la tensione di ingresso e con Vu quella di uscita. Indicando con N1 e N2 rispettivamente il numero di spire del circuito primario e del circuito secondario, con K = N1/N2 il loro rapporto (rapporto di trasformazione), la relazione matematica che lega la tensione di uscita a quella di ingresso è:

Vu = Vi/K Se non ci fosse il nucleo magnetico, il flusso sarebbe minore (l'aria ha una minore permeabilità magnetica) e solo una parte raggiungerebe il circuito secondario, poichè disperso in più direzioni.

SOLO IN TENSIONE ALTERNATA

Si ha induzione elettromagnetica solo se il flusso magnetico che investe il circuito secondario è

variabile. Nell'uso quotidiano ciò è soddisfatto perchè i 230 volt che applichiamo al circuito

primario sono alternati e quindi variabili. Di conseguenza anche il flusso magnetico generato è

variabile.

Se, invece, applicassimo al circuito primario una tensione continua (cioè non variabile) non

otterremmo alcuna tensione in uscita dal trasformatore.

ALIMENTAZIONE DEI CIRCUITI ELETTRONICI

A volte non ci rendiamo conto della loro presenza perchè sono già contenuti in molti apparecchi

quali radio, videoregistratori, piccoli elettrodomestici, amplificatori, computer, ecc. E' vero che

inseriamo la spina nella normale presa a 230 volt, ma i loro circuiti funzionano a una tensione

decisamente inferiore. Per questo il primo componente che si trova al loro interno è proprio un

trasformatore.

Poichè i trasformatori forniscono una tensione alternata, mentre i circuiti elettronici vengono

normalmente alimentati in tensione continua, immediatamente a valle del trasformatore

troviamo un raddrizzatore e un circuito filtrante.

TECNOLOGIA BUS

Con la tecnologia bus si installano gli impainti elettrici non più in modo tradizionale. Bisogna distinguere i componenti in sensori e attuatori. Per sensori si intendono quei componenti idonei a comandare le varie funzioni dell'impianto (ad es. interruttori, pulsanti, termostati). Sono collegati da linea bus all'unità centrale (uscita binaria), programmabile tramite computer, che provvedere ad aprire e chiudere i circuiti a 230 V che alimentano gli attuatori (ad es. lampade, prese, caldaie).

Mentre gli accoppiatori, tutti uguali, sono installati in modo fisso, i diversi sensori su di essi

applicati possono essere facilmente cambiati o spostati da un accoppiatore ad un altro,

presentando tutti lo stesso innesto. In questo caso l'unità centrale va semplicemente

riprogrammata.