Dissezione di un interruttore magnetotermico ..

Dopo aver visto, brevemente cosa sia l’interruttore magnetotermico e a quale funzioni assolva, avendone disponibile uno sul banco (ovviamente non funzionante) , in virtù dell’aforisma che caratterizza questo sito : ” Se ascolto dimentico, se vedo ricordo, se faccio capisco”, e della mica curiosità, ne eseguo la dissezione per vedere dal vivo, i componenti che ne realizzano il funzionamento , in particolare quelli  interessati alla funzione di protezione termica e magnetica , compito principale garantito dal dispositivo.

L’interruttore disponibile, è un magnetotermico bipolare Legrand C16, 250 V 50 Hz, potere di interruzione 6 kA, e di tipo bipolare, un interruttore magnetotermico che ha svolto egregiamente i suoi compiti , ma che con buone probabilità ha raggiunto il suo limite temporale di funzionamento.

Considerando l’immagine sopra riportata, si nota da subito la presenza della leva nera orizzontale di comando, che assolve la funzione di manovra di apertura (OFF) e chiusura (ON) del circuito nel quale l’interruttore è inerito. La posizione di manovra è indicata nel caso del modello proposto da una scritta che appare nella finestra di manovra, in altri modelli può essere rappresentata da un colore (rosso-verde) per ogni stato. Altri elementi evidenti sono i morsetti per il collegamento dei conduttori della linea in arrivo e di quella in uscita, ed anche della levetta di sgancio dalla barra di fissaggio dell’interruttore magnetotermico.

Come indicato, si tratta di un int. Magnetotermico di tipo bipolare, perché interrompe e protegge entrambe i poli del circuito, infatti osservando l’immagine si nota che l’interruttore è composto da due parti o elementi identici, che  (in questo caso) assolvono alla stessa funzione in maniera contemporanea, perché meccanicamente legati proprio dalla leva di comando e da elementi non visibili di aggancio e rappresentano  i due poli.

Occorre precisare, che non tutti gli interruttori magnetotermici bipolari, offrono la protezione sui due poli, possono essere disponibili anche interruttori magnetotermici bipolari con la protezione su un solo polo, e questo lo si evince dallo schemino serigrafato sul corpo dello stesso interruttore o dalle caratteristiche fornite dal costruttore.

Quindi la dissezione, inizia proprio nel separare i due poli che realizzano l’interruttore magnetotermico, e questo, agendo sui rivetti che tengono uniti i due poli, ma non prima di aver liberato la leva di comando, e la finestra di etichettatura, ottenendo cosi i due poli liberi..

Una volta separati si può notare l’elemento che mantiene meccanicamente solidali i due elementi , che in caso di intervento, o di manovra di uno si realizza il trascinamento dell’altro. A questo punto si sceglie un polo e lo si apre, sempre liberando i ribattini che tengono le due scocche dell’involucro per conoscere l’interno del dispositivo ..

Una volta aperto si nota da subito, in corrispondenza della zona di apertura/chiusura del contatto un’area annerita, probabilmente per effetto della ionizzazione causata dai ripetuti archi elettrici che si sono verificati per i rispettivi interventi dell’interruttore.

Nell’immagine che segue si notano meglio i dispositivi che realizzano l’interruttore, ovvero i morsetti di collegamento dei conduttori di linea e di alimentazione, la leva di comando per l’apertura e chiusura, il dispositivo di aggancio su barra profilata e gli elementi che svolgono il compito di protezione.

La lamina del bimetallo, che assolve alla funzione di protezione termica, che come già visto   grazie agli effetti termici prodotti dal passaggio della corrente di sovraccarico, questa lamina si deforma, facendo aprire cosi il contatto mobile ad essa solidale e quindi aprire il circuito a cui l’interruttore è assoggettato.

Il circuito magnetico, che assolve alla protezione da corto circuito, viene realizzato da una bobina che una volta interessata da una corrente di cortocircuito si eccita ed attrae il suo nucleo al quale risulta rispondere attraverso delle leve il contatto mobile che si apre, aprendo cosi il circuito ad esso associato.

 Uno degli elementi interessanti, può essere la camera di spegnimento dell’arco. Questa camera caratterizza di molto gli interruttori e risulta essere molto importante fin tanto che si sale di potenza con gli interruttori.

Come si sa, quando un interruttore apre un circuito, o meglio interrompe l’alimentazione ad un tratto di circuito, la funzione di apertura viene svolta come si suol dire sotto carico ovvero in presenza di passaggio di corrente. In queste condizioni durante l’apertura fra il contatto mobile ed il contatto fisso si  viene a realizzare un effetto noto con il nome di arco elettrico, e perché questo duri il meno possibile e si elimini, si realizza appunto la camera di spegnimento dell’arco, in cui l’arco interessato dai settori  della camera si suddivide fino ad allungarsi per poi strapparsi definitivamente, come di seguito rappresentato:

Di seguito sono rappresentati tutti gli elementi che realizzano l’interruttore magnetotermico ..

Ed in particolare il circuito magnetico di sgancio per correnti di cortocircuito ed il bimetallo per lo sgancio in caso di correnti di sovraccarico…

E la parte fissa del contatto, con la relativa area interessata al contatto elettrico con la parte mobile.

Pertanto, per quanto piccoli e semplici possano sembrare gli interruttori magnetotermici bipolari, che siamo anche abituati a manovrare nel quotidiano, inglobano in se una tecnologia seppur di natura elettromeccanica, molto complessa e vengono governati da principi di funzionamento fisici che interessano tanto la tensione elettrica quanto l’intensità di corrente elettrica che caratterizzano il funzionamento di ogni circuito elettrico e/o impianto elettrico.

Da qui l’importanza di conoscere bene quale siano i fenomeni che interessano il passaggio di una corrente elettrica in un circuito, come ad esempio l’effetto termico ed elettrodinamico, e quelli che interessano le grandezze di tensione e frequenza nel funzionamento di un impianto elettrico.

L’idea di aprire un int. Magnetotermico è anche quella di conoscere i dispositivi che realizzano le due protezioni, appunto magnetica e termica, potendo così ben scindere i due fenomeni e capire quando un interruttore magnetotermico interviene, per quale dei due motivi sia intervenuto, essendo ben differenti i due fenomeni e pertanto i due comportamenti che il circuito elettrico ad esso associato ha manifestato, e considerando anche la tipologia di carico intervenire di conseguenza.