Che cos'è un condensatore del motore CA?

Nel 1880, Nikola Tesla sviluppò una serie di motori elettrici a corrente alternata (AC). Si affidavano all'alimentazione polifase, ovvero due o tre alimentazioni elettriche AC in sincronia l'una con l'altra, con un'alimentazione progettata per raggiungere il suo massimo prima delle altre. La potenza polifase produce un campo magnetico rotante che aziona il motore. Oggi, le nostre case hanno un'alimentazione CA monofase. Per far funzionare i motori CA dei tuoi elettrodomestici, gli ingegneri hanno aggiunto condensatori per creare una fase extra.

I generatori delle centrali elettriche dell'azienda elettrica producono elettricità in tre fasi distinte. Ciascuno ha una corrente alternata di 60 cicli, ma i cicli di ciascuna fase iniziano e finiscono in uno schema sovrapposto. Le maggiori richieste di potenza delle apparecchiature commerciali e industriali richiedono l'uso di cablaggi elettrici con tutte e tre le fasi.

La maggior parte delle case ha un'alimentazione elettrica monofase o bifase, poiché è meno costosa del cablaggio trifase. Puoi fare le cose più normali con una qualsiasi delle tre fasi originali, come far funzionare un aspirapolvere, un tostapane o un computer. La maggior parte delle prese di casa ha una sola fase, che misura 110 volt. Una presa da 220 volt avrà due fasi.

Un motore elettrico a corrente alternata ha un rotore interno circondato da una serie di bobine. Un motore a corrente alternata trifase esegue diversi set di bobine. Una fase può avvicinarsi a un massimo nel suo ciclo, la successiva è al massimo, la successiva sta diminuendo dal massimo. Solo un set di bobine alla volta crea un campo magnetico di massima intensità. Man mano che ogni fase compie i suoi cicli, il punto magnetico massimo ruota attorno alla circonferenza del motore, azionando il rotore.

Con l'alimentazione monofase, tutte le bobine di un motore iniziano il loro ciclo contemporaneamente. Il campo magnetico non ruota, quindi il rotore non può muoversi. Gli ingegneri hanno aggirato questo problema utilizzando una bobina di avviamento separata in serie con un condensatore. Un condensatore è un piccolo dispositivo elettronico a forma di cilindro che immagazzina e rilascia carica elettrica. La sua capacità è misurata in unità chiamate farad, con condensatori di avviamento che hanno tipicamente circa 10 microfarad (milionesimi di farad). Combinato con la bobina, il condensatore crea una seconda fase che anticipa la prima di 90 gradi. Questo è sufficiente per creare un campo magnetico rotante e avviare il motore. Una volta che il motore raggiunge la velocità, un interruttore centrifugo disconnette la bobina di avviamento e il condensatore, altrimenti interferirebbero con l'efficienza del motore.

Una variazione dello schema del condensatore di avviamento utilizza due condensatori: uno grande per avviare il motore e uno più piccolo per mantenerlo in funzione. Ciò migliora le prestazioni dei motori elettrici più grandi.