Interruttore differenziale (immagine scattata dagli autori del sito con scopo puramente visivo; per le informazioni tecniche leggere i testi sottostanti)
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- Che cos’è l’interruttore differenziale?
È un dispositivo di protezione elettrica utilizzato per proteggere le persone contro i contatti indiretti (ad esempio quando una parte metallica di un apparecchio va in tensione per un guasto). Lavora in stretta sinergia con l’impianto di terra. - Struttura del dispositivo
Il differenziale è composto da un circuito magnetico e da tre circuiti elettrici:
Anello toroidale: un nucleo in materiale ferromagnetico (ferro e silicio) a sezione circolare.
Tre avvolgimenti (bobine):
Una bobina collegata alla fase.
Una bobina collegata al neutro.
Una terza bobina collegata a un relè (K) che comanda l’apertura o la chiusura del circuito. - Come funziona
In condizioni normali:
La corrente che entra attraverso la fase (I_f) e la corrente che torna attraverso il neutro (I_m) hanno la stessa intensità.
I campi magnetici opposti generati dai due avvolgimenti si annullano a vicenda producendo un flusso magnetico nullo.
Di conseguenza, nella terza bobina non viene indotta alcuna corrente, il relè K non scatta e il circuito rimane chiuso.
In caso di guasto (dispersione verso terra):
Se si verifica un contatto indiretto, parte della corrente fuoriesce dal circuito principale e si scarica a terra attraverso l’involucro dell’apparecchio (I_E).
La corrente che torna al neutro è ora inferiore rispetto a quella della fase.
Si crea uno squilibrio (N \cdot I_f – N \cdot I_m \neq 0) che genera un flusso magnetico diverso da zero all’interno del toroide.
Questo flusso induce una corrente nel terzo avvolgimento, eccitando il relè K e facendo aprire l’interruttore per interrompere l’alimentazione.
Interruttore magnetotermico (immagine scattata dagli autori del sito con scopo puramente visivo; per le informazioni tecniche leggere i testi sottostanti)
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- Le Sovracorrenti
esistono due tipi di sovracorrenti: il sovraccarico e il cortocircuito.
Sovraccarico:
Si verifica quando la potenza richiesta è maggiore di quella nominale (es. troppi elettrodomestici accesi o avvio di un motore).
È un fenomeno termico e non è un guasto.
Ha un andamento a tempo inverso: maggiore è la corrente, più rapido è il tempo di intervento. Il grafico mostra il tempo T che scende all’aumentare della corrente I.
Per proteggere l’impianto dal sovraccarico è necessario il relè termico.
Cortocircuito:
È un guasto in cui due parti del circuito entrano in contatto con resistenza quasi nulla.
La corrente è altissima e può provocare incendi.
Prevede uno scatto istantaneo gestito dal relè magnetico.
2. I Dispositivi di Protezione
L’interruttore magnetotermico unisce il funzionamento dei due relè (termico e magnetico):
Relè Termico:
È costituito da lamine che si dilatano per effetto del calore e interrompono l’alimentazione.
Relè Magnetico:
È composto da una bobina elettricamente separata, un magnete, una molla e un’ancora.
Interruttore Magnetotermico:
Combina le due caratteristiche. Il grafico mostra due curve sovrapposte (una a “freddo” prima dell’intervento e una a “caldo” dopo).
Esistono diverse categorie in base alla curva di intervento:
Tipo B: tra 3 e 5 I_n
Tipo C: tra 5 e 10 I_n
Tipo D: maggiore di 10 fino a 20 I_n
3. Grandezze e Dimensionamento (Norma CEI 64/8)
Corrente nominale (I_n) e di impiego (I_B):
I_M (corrente che passa in modo ordinario, nominale) è ad esempio 10 A per la linea luce o 16 A per la linea prese.
I valori normalizzati della tensione sono 230 V monofase e 400 V trifase.
Corrente di corto circuito (I_{ccn}):
Indica il valore massimo di corrente che l’interruttore può sopportare prima dell’apertura. I valori normalizzati si esprimono in kiloampere (kA): 6, 15, 25 kA.