Misura di resistenza effettiva in corrente alternata

Mentre in corrente continua il flusso di elettroni che costituisce la corrente si distribuisce uniformemente su tutta la sezione trasversale del conduttore, in corrente alternata (a causa dell'effetto pellicolare, dell'effetto di prossimità e del taglio di linee di campo magnetico variabile trasversali al conduttore) il flusso di elettroni si addensa verso la periferia del conduttore così che la sezione utile al passaggio della corrente si riduce rispetto la sezione trasversale del conduttore stesso.

In definitiva la resistenza elettrica che un circuito oppone alla corrente alternata è sempre maggiore della resistenza che esso oppone alla corrente continua. Alle basse frequenze e per circuiti filiformi di piccola sezione questa differenza è in generale trascurabile, ma può diventare sensibile nei circuiti a sezione rilevante ed aventi la forma di avvolgimenti, soprattutto se immersi in campi alternativi (caso di macchine elettriche di grande potenza). In questi casi è bene distinguere la resistenza in corrente continua RC [W] dalla resistenza in corrente alternata RA [W]. Viene chiamata resistenza addizionale RAD = RA - RC [W].

A causa dei diversi valori di resistenza, a parità di circuito e di intensità della corrente, anche le perdite di potenza attiva saranno maggiori in corrente alternata rispetto alla corrente continua, con ovvio significato dei simboli si potrà scrivere :


Siccome la resistenza varia al variare della temperatura, anche le perdite sono funzione della temperatura. E' importante osservare che mentre la resistenza e le perdite in corrente continua (chiamate anche ohmiche) aumentano all'aumentare della temperatura, la resistenza e le perdite addizionali diminuiscono all'aumentare della temperatura. A tale fatto bisogna prestare attenzione nel caso si intenda riportare i valori di resistenza o perdita dalla temperatura di prova ad una temperatura diversa. Inoltre si deve sempre porre in relazione la resistenza di un circuito con la temperatura alla quale si trova il circuito.

Vediamo ora come procedere per la determinazione della resistenza in corrente continua, in corrente alternata ed addizionale di un circuito.

Per prima cosa si rileverà la temperatura t [°C] del circuito che, se il circuito è rimasto a riposo per un tempo sufficiente ed il laboratorio non ha subito importanti sbalzi termici, coinciderà con la temperatura ambientale.

Quindi si misurerà la resistenza in corrente continua RCt [W] impiegando uno dei metodi già studiati. Al fine di evitare che la temperatura del circuito possa aumentare rispetto quella ambientale, si dovrà utilizzare una corrente di misura sufficientemente piccola e la durata della misura dovrà essere il più possibile breve.

Infine si misurerà la resistenza in corrente alternata RAt [W]. Allo scopo si appronterà un circuito per la misura della potenza attiva che potrà essere indifferentemente con le voltmetriche a monte oppure a valle, l'impedenza dell'utilizzatore sarà costituita dal circuito del quale si vuole misurare la resistenza. Si applicherà la tensione alternata al circuito facendo attenzione che la frequenza sia quella nominale (perché la resistenza in c.a. dipende dalla frequenza) e che l'intensità della corrente sia tale da non produrre un significativo riscaldamento del conduttore.

Tenendo conto degli eventuali errori d'autoconsumo, si determinerà la potenza attiva assorbita dal circuito PAt [W] che, unitamente alla corrente circolante I [A], grazie alla legge di Joule, permetterà di calcolare la resistenza in corrente alternata :


Per conoscere la resistenza addizionale basterà calcolare RADt = RAt - RCt [W]. Tale resistenza è normalmente molto più piccola di quella in corrente continua, essa assume valori significativi solo in alcuni eccezionali casi. Addirittura, a causa degli inevitabili errori di misura, può accadere che sia RAt < RCt la qual cosa costituisce un assurdo fisico. Se così accade si dovrà ritenere trascurabile la resistenza addizionale.

Se si desidera trasportare le resistenze dalla temperatura di prova t [°C] ad una temperatura diversa T [°C], basta operare come segue :

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