ferraris

               GALILEO FERRARIS

  Ferraris_ritratto bassa.jpg (7805 byte)

Galileo Ferraris

Galileo Ferraris, nato a Livorno Piemontese nel 1847, morto nel 1897 a soli 50 anni, si è reso celebre per l’invenzione del campo rotante; ma la sua attività di studioso, abilissimo nella teoria si sviluppò, oltre che nell’elettrotecnica, anche nel campo dell’ottica. Di lui sono rimasi celebri gli studi atti ad aumentare il rendimento dei primi trasformatori di  che portarono ad un utilizzazione più redditizia di tali dispositivi. Il perfezionamento dei trasformatori e la realizzazione del campo rotante furono due pietre miliari che fecero pendere la bilancia sull’utilizzazione nel mondo della corrente alternata piuttosto che di quella continua.

i motori di allora

Dopo l’invenzione del generatore di Pixi ed altri, macchinette a livello di esperienze didattiche con le quali si riuscì tuttalpiù a scomporre l’acqua in idrogeno ed ossigeno e che generavano corrente alternata o, con l’applicazione di un collettore, anche corrente continua,  solo nel 1863 si realizzò un generatore magnetoelettrico utilizzabile industrialmente che servì a fornire corrente ad un faro. Queste macchine erano trascinate da motori a vapore ed i vari Ci220324 ferraris bassa.jpg (14483 byte)ostruttori ne perfezionarono via via le prestazioni. L’utilizzazione di tali generatori che potevano fornire corrente alternata, ma anche corrente continua con l’applicazione di un semplice collettore-commutatore, era quasi esclusivamente per l’illuminazione pubblica o di grandi sale. La reversibilità della dinamo, ovvero la possibilità di funzionare da motore, se pur Pacinotti ed altri l’avessero affermata molto prima, fu dimostrata soltanto nel 1873 da Fontaine e Brèguet all’Esposizione di Vienna e per molti anni fu solo una curiosità da esposizione. In quanto all’illuminazione, le lampade ad arco di allora potevano funzionare anche in corrente alternata se pure con un notevole ronzio. Addirittura nel 1881 vi furono le prime applicazione delle lampade ad incandescenza. Gli impianti di illuminazione a corrente elettrica generarono però più incendi di quelle a gas a causa degli impianti ancora rudimentali e le primitive nozioni di isolamento. Questi  erano strettamente locali e l’esercizio era costoso, però esistevano locazioni, vicino a bacini carboniferi o a grandi risorse d’acqua che si potevano sfruttare più vantaggiosamente. Il problema era trasportare la corrente elettrica continua a distanza, in quanto la tensione non poteva superare i 2000 volt e per trasportare uarnò bassa.jpg (86416 byte)na certa potenza la sezione del filo delle linee doveva essere elevata e poi, arrivati all’utilizzazione questa tensione andava ridotta. Per la continua non si poteva usare il trasformatore, ma far girare dei motori che a loro volta pilotavano dinamo a bassa tensione, 100 o 200 volt. In quanto all’alternata, fino all’apparire del trasformatore il problema era identico. Peraltro la prima centrale idroelettica fu realizzata in USA da Tesla nel 1882 con i relativi problemi di trasporto. In Italia non avemmo molto da aspettare in quanto a Milano fu realizzata nello stesso anno la centrale di S. Redegonda, questa però era termoelettrica, vicino al fianco sinistro del Duomo, 350 kW a 350 giri al minuto, che servì per l’illuminazione del Teatro della Scala e la relativa piazza. Nel 1886 a Tivoli fu realizzata una centrale idroelettrica, la prima in Italia ed in Europa, fornita di generatori in c.a. a 5000 volt  68 kW, che alimentò l’illuminazione di via Garibaldi a Roma, 30 Km distante. A quel punto erano però apparsi i primi trasformatori: nel 1884 all’esposizione di Torino il francese Gaulard espose il primo trasformatore che chiamò generatore secondario. Il Ferraris ne prese spunto e ne studiò matematicamente il funzionamento e le soluzioni per un maggior rendimento, che nelle realizzazioni originarie col nucleo in filo di ferro era molto scarso. Questi studi furono uno dei passi che contribuirono alla scelta dell’utilizzazione della corrente alternata, ma non fu l’unico perché, per primo, realizzò un motore che segnò il futuro delle applicazioni elettriche. il motore asincrono.

Il motore asincrono

Galileo Ferrarismotoreferr bassa.jpg (8997 byte) si accorse, dal calcolo, che unendo due correnti alternate sfasate di 90 gradi, ovvero il massimo di una corrispondente allo zero dell’altra, si generava intorno al circuito un campo che ruotava proporzionalmente alla frequenza ed il numero di poli, che era capace di trascinare nella rotazione una massa conduttrice che faceva da indotto. Questa massa non raggiungeva in pieno la velocità del campo ma c’era il cosiddetto scorrimento, che a vuoto o col carico nominale era leggero, ma poteva aumentare e la velocità dell’indotto rallentare ulteriormente in presenza di un carico improvviso, senza alcun danno. La potenza del primo motore realizzato era, secondo le dichiarazioni dell’inventore, 1/32 di coniglio! La scoperta eramotore ferraris bassa.jpg (36748 byte) del 1885 ma Galileo la diffuse pubblicandola sulla rivista Elettricità solo nel 1888 contemporaneamente alla presentazione di 5 brevetti in merito da parte del solito Tesla.

Pare che al Ferraris l'ispirazione per il campo rotante gliela avesse data la regolarità di successione dei portici di Torino. Fu sollecitato a pubblicare la sua invenzione dal fatto che Tesla l'aveva brevettata. Indubbiamente il motore asincrono di Tesla aveva tutte le caratteristiche per funzionare industrialmente a differenza del prototipo di Galileo: questi aveva realizzato due telaietti orizzontali nei quali aveva sistemato504 spire di filo da 0,97mm e due verticali con 96 spire di filo da 1,92. I telai verticali erano collegati in parallelo al primario di un trasformatore di Gaulard, i telai  orizzontali al secondario tramite una grossa induttanza regolabile in serie o, più spesso un reostato che permetteva di portare la fase della corrente del secondario, che è 180 gradi sfasata rispetto a quella primaria, fino agli ideali 90 gradi. Il rotore poteva essere un cilindro cavo di ramotore ferraris1bassa.jpg (88345 byte)me od un cilindro costituito da tanti dischi di ferro saparati tra loro con isolante in carta. Il  rendimento era basso e le caratteristiche ottenute sono illustrate in tabella. Fu provato a far ruotare una messa di mercurio chiusa in un cilindro.  

 La corrente polifase veniva generata da alternatori con i poli disposti opportunamente , ma per le reti monofase, Il Ferraris, poco prima del suo decesso, insieme ad Arnò realizzò dei trasformatori di fase a nucleo rotante (praticamente motori asincroni con due avvolgimenti). Il motore asincrono non poteva funzionare con la corrente monofase salvo che gli fosse dato uno spunto meccanico per definire il senso di rotazione. Noi conosciamo attualmente lasincrono mercurio bassa.jpg (35759 byte)a corrente monofase che è quella normale per l’illuminazione ed usiamo normalmente motori asincroni di bassa potenza che riusciamo ad avviare con un dispositivo a condensatore usato per sfasare la corrente in uno degli avvolgimenti. Per potenze superiori dobbiamo ricorrere alla corrente trifase, corrente che fu disponibile dopo la sua applicazione da parte di Haselwender nel 1887. Noi conosciamo anche i motori sincroni il cui numero di giri è sincrono alla frequenza della rete e che apparvero nel 1891. Questi però, a causa della difficoltà di avviamento e della velocità che deve rimanere rigidamente costante, sono usati solo in applicazioni particolari.

 

 

 

home