Qual è la tensione più comune per l' alimentazione CC?
doc-13489
1.500 V DC è utilizzato nei Paesi Bassi, Giappone, Repubblica di Indonesia, Hong Kong (parte), Repubblica d' Irlanda, Australia (parte), India (intorno alla sola area di Mumbai, è stato convertito in 25 kV AC come il resto dell' India), Francia (utilizzando anche 25 kV 50 Hz AC), Nuova Zelanda (Wellington) e gli Stati Uniti (Chicago area sul distretto Metra Electric e la linea interurbana della linea Sud Shore Line). In Slovacchia ci sono due linee a scartamento ridotto nell' Alta Tatra (una ferrovia a cremagliera). In Portogallo, viene utilizzato nella linea Cascais e in Danimarca nel sistema suburbano Strain.
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doc-9183
I LED sono stati sviluppati da Seoul Semiconductor che può funzionare con alimentazione CA senza bisogno di un convertitore CC. Per ogni semiciclo, una parte del LED emette luce e la parte è scura, e questo viene invertito durante il semestre successivo. L' efficacia di questo tipo di LED HP-LED è tipicamente 40 lm/W. Un gran numero di elementi LED in serie può funzionare direttamente dalla tensione di rete. Nel 2009, Seoul Semiconductor ha rilasciato un LED ad alta tensione CC, chiamato' Acrich MJT', in grado di essere pilotato da alimentazione CA con un semplice circuito di controllo. La dissipazione a bassa potenza di questi LED offre loro una maggiore flessibilità rispetto al design originale dei LED CA.
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doc-13499
Un vantaggio iniziale della corrente alternata è che le resistenze di dissipazione dell' energia utilizzate nelle locomotive CC per il controllo della velocità non erano necessarie in una locomotiva CA: più rubinetti sul trasformatore possono fornire una gamma di tensioni. Gli avvolgimenti separati del trasformatore a bassa tensione alimentano l' illuminazione e i motori che azionano le macchine ausiliarie. Più recentemente, lo sviluppo di semiconduttori ad altissima potenza ha fatto sì che il classico motore "universale" AC/DC sia stato in gran parte sostituito con il motore asincrono trifase alimentato da un variatore di frequenza, uno speciale inverter che varia sia in frequenza che in tensione per controllare la velocità del motore. Questi convertitori di frequenza possono funzionare in modo uniforme su corrente continua o alternata di qualsiasi frequenza e molte locomotive elettriche moderne sono progettate per gestire diverse tensioni di alimentazione e frequenze per semplificare il funzionamento transfrontaliero.
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doc-5068
Un' applicazione comune di un motore torsiometrico sarebbe quella dei motori delle bobine di alimentazione e ripresa in un azionamento a nastro. In questa applicazione, azionata da una bassa tensione, le caratteristiche di questi motori permettono di applicare al nastro una tensione relativamente costante, indipendentemente dal fatto che il capstan stia alimentando del nastro oltre le teste. Azionato da una tensione più elevata (e quindi con una coppia superiore), il motore torque può anche ottenere un avanzamento rapido e riavvolgimento senza richiedere ulteriori meccanismi come ingranaggi o frizioni. Nel mondo dei giochi per computer, motori di coppia sono utilizzati in volanti feedback di forza volante.
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doc-2892
I condensatori sono collegati in parallelo con i circuiti di alimentazione della maggior parte dei dispositivi elettronici e dei sistemi più grandi (come le fabbriche) per scollegare e nascondere le fluttuazioni di corrente dalla fonte di alimentazione primaria per fornire un' alimentazione "pulita" per i circuiti di segnale o di controllo. Le apparecchiature audio, ad esempio, utilizzano diversi condensatori in questo modo, per scacciare il ronzio della linea di alimentazione prima che entri nel circuito del segnale. I condensatori fungono da riserva locale per la fonte di alimentazione CC e bypassano le correnti CA dall' alimentatore. Questo viene utilizzato in applicazioni car audio, quando un condensatore di irrigidimento compensa l' induttanza e la resistenza dei cavi alla batteria al piombo-acido auto.
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doc-9187
La caratteristica corrente-tensione caratteristica di un LED è simile ad altri diodi, in quanto la corrente dipende esponenzialmente dalla tensione (vedere equazione Shockley diodi). Ciò significa che una piccola variazione di tensione può causare una grande variazione di corrente. Se la tensione applicata supera di poco la caduta di tensione in avanti del LED, è possibile che la corrente nominale venga superata di molto, danneggiando o distruggendo il LED. La soluzione tipica consiste nell' utilizzare alimentatori a corrente costante per mantenere la corrente al di sotto della corrente nominale massima del LED. Poiché la maggior parte delle fonti di alimentazione più comuni (batterie, rete) sono a tensione costante, la maggior parte degli apparecchi LED deve includere un convertitore di potenza, almeno una resistenza di limitazione della corrente. Tuttavia, l' elevata resistenza delle celle a moneta a tre volt, combinata con l' elevata resistenza differenziale dei LED a base di nitruri, consente di alimentare un tale LED da una tale cella senza resistenza esterna.
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doc-13506
I moderni sistemi di elettrificazione prendono l' energia CA da una rete elettrica che viene fornita a una locomotiva e convertita in una tensione CC per essere utilizzata dai motori di trazione. Questi motori possono essere motori in corrente continua che utilizzano direttamente la corrente continua oppure possono essere motori trifase in corrente alternata che richiedono un' ulteriore conversione della corrente continua in corrente alternata trifase (utilizzando l' elettronica di potenza). In questo modo entrambi i sistemi si trovano di fronte allo stesso compito: convertire e trasportare AC ad alta tensione dalla rete elettrica alla corrente continua a bassa tensione nella locomotiva. Dove deve avvenire questa conversione e a quale tensione e corrente (AC o DC) deve avvenire il flusso di energia alla locomotiva? E come tutto ciò è correlato all' efficienza energetica? Sia la trasmissione che la conversione dell' energia elettrica comportano perdite: perdite ohmiche nei fili e nell' elettronica di potenza, perdite di campo magnetico nei trasformatori e nei reattori di lisciatura (induttori). La conversione di potenza per un sistema CC avviene principalmente in una sottostazione ferroviaria dove è possibile utilizzare hardware di grandi dimensioni, pesanti e più efficienti rispetto a un sistema CA in cui la conversione avviene a bordo della locomotiva dove lo spazio è limitato e le perdite sono significativamente più elevate. Inoltre, l' energia utilizzata per soffiare aria per raffreddare i trasformatori, l' elettronica di potenza (compresi i raddrizzatori) e altro hardware di conversione deve essere preso in considerazione.
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doc-2879
Nei circuiti CC e nei circuiti a impulsi, l' inversione di corrente e tensione è influenzata dallo smorzamento del sistema. L' inversione di tensione si verifica nei circuiti RLC che sono sotto smorzati. La corrente e la tensione invertono la direzione, formando un oscillatore armonico tra l' induttanza e la capacità. La corrente e la tensione tenderanno ad oscillare e potranno più volte invertire la direzione, con ogni picco inferiore al precedente, finché il sistema non raggiunge un equilibrio. Questo è spesso chiamato suoneria. In confronto, i sistemi con smorzamento critico o sovralimentato di solito non subiscono inversioni di tensione. L' inversione si verifica anche nei circuiti CA, dove la corrente di picco sarà uguale in ogni direzione.
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doc-13505
Per evitare il rischio di miscelazione delle alimentazioni fuori fase, le sezioni di linea alimentate da diverse stazioni di alimentazione devono essere tenute rigorosamente isolate. Ciò è ottenuto mediante sezioni neutre (note anche come interruzioni di fase), solitamente fornite nelle stazioni di alimentazione e a metà strada tra di esse, anche se in genere solo la metà viene utilizzata in qualsiasi momento, mentre le altre vengono fornite per consentire lo spegnimento di una stazione di alimentazione e la fornitura di energia elettrica dalle stazioni di alimentazione adiacenti. Le sezioni neutre sono generalmente costituite da una sezione di filo messa a terra che viene separata dai fili sotto tensione su entrambi i lati mediante materiale isolante, tipicamente perle di ceramica, progettate in modo che il pantografo scorra dolcemente da una sezione all' altra. La sezione con messa a terra impedisce il passaggio di un arco da una sezione sotto tensione all' altra, poiché la differenza di tensione può essere maggiore della normale tensione di sistema se le sezioni sotto tensione si trovano in fasi diverse e gli interruttori di protezione potrebbero non essere in grado di interrompere in modo sicuro la notevole corrente che scorrerebbe. Per evitare il rischio che un arco venga tirato da una sezione di filo a terra verso terra, quando si attraversa la sezione neutra il treno deve essere a terra e gli interruttori di circuito devono essere aperti. In molti casi, questo viene fatto manualmente dai conducenti. Per aiutarli, viene fornita una bacheca di avvertimento appena prima della sezione neutra e un' avvertenza preventiva a una certa distanza. Dopo la sezione neutra viene quindi fornita un' ulteriore scheda per dire ai piloti di richiudere l' interruttore automatico, anche se i piloti non devono farlo fino a quando il pantografo posteriore non ha superato questa scheda. Nel Regno Unito, un sistema noto come Automatic Power Control (APC) apre e chiude automaticamente l' interruttore automatico, utilizzando insiemi di magneti permanenti lungo il binario che comunicano con un rilevatore sul treno. L' unica azione di cui il conducente ha bisogno è spegnere la rete elettrica e la costa e quindi sono ancora presenti pannelli di segnalazione nelle sezioni neutre e nell' avvicinamento alle sezioni neutre.
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doc-2880
Per la massima durata, i condensatori di solito devono essere in grado di gestire la massima quantità di inversione che un sistema sperimenterà. Un circuito CA subirà l' inversione di tensione al 100%, mentre i circuiti CC sotto smorzati subiranno un' inversione di tensione inferiore al 100%. L' inversione crea campi elettrici in eccesso nel dielettrico, causa un eccessivo riscaldamento sia del dielettrico che dei conduttori e può ridurre drasticamente l' aspettativa di vita del condensatore. L' inversione dei valori nominali influisce spesso sulle considerazioni progettuali del condensatore, dalla scelta dei materiali dielettrici e delle tensioni nominali ai tipi di connessioni interne utilizzate.
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doc-13501
Negli Stati Uniti, 25 Hz, una volta comune frequenza di potenza industriale viene utilizzata sul sistema di trazione da 25 Hz di Amtrak a 12 kV sul corridoio nord-est tra Washington, DC e New York City e sul corridoio Keystone tra Harrisburg, Pennsylvania e Filadelfia. Il sistema di trazione a 25 Hz di SEPTA utilizza la stessa tensione a 12 kV sulla catenaria di Philadelphia nord-est. In questo modo i treni possono circolare sia sui sistemi di alimentazione Amtrak che SEPTA. Oltre ad avere una tensione di catenaria identica, i sistemi di distribuzione dell' energia di Amtrak e SEPTA sono molto diversi. Il sistema di distribuzione dell' energia Amtrak ha una rete di trasmissione a 138 kV che fornisce energia alle sottostazioni che trasformano la tensione a 12 kV per alimentare il sistema di catenaria. Il sistema di distribuzione dell' energia SEPTA utilizza un sistema di autotrasformatore in rapporto 2:1, con la catenaria alimentata a 12 kV e un filo di ritorno alimentato a 24 kV. La ferrovia di New York, New Haven e Hartford ha utilizzato un sistema a 11 kV tra New York City e New Haven, Connecticut, convertito nel 1987 a 12,5 kV 60 Hz. 25 Hz.
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doc-2896
I condensatori possono trattenere una carica molto tempo dopo che l' alimentazione è stata rimossa da un circuito; questa carica può causare scosse pericolose o addirittura potenzialmente fatali o danneggiare le apparecchiature collegate. Ad esempio, anche un dispositivo apparentemente innocuo come un flash della fotocamera usa e getta, alimentato da una batteria AA da 1,5 volt, ha un condensatore che può contenere oltre 15 joule di energia ed essere caricato a oltre 300 volt. Questo è facilmente in grado di fornire uno shock. Le procedure di manutenzione per i dispositivi elettronici solitamente includono istruzioni per scaricare condensatori di grandi dimensioni o ad alta tensione, ad esempio utilizzando una bacchetta Brinkley. I condensatori possono anche avere resistenze di scarica integrate per dissipare l' energia accumulata ad un livello sicuro entro pochi secondi dalla rimozione dell' alimentazione. I condensatori ad alta tensione sono immagazzinati con i terminali in cortocircuito, come protezione da tensioni potenzialmente pericolose a causa dell' assorbimento dielettrico o da tensioni transitorie che il condensatore può raccogliere da cariche statiche o passando eventi atmosferici.
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