相干长度

Un’ulteriore soluzione legata ai motori elettrici è rappresentata dall’alimentazione in corrente alternata, la cui diffusione come principale mezzo per la trasmissione di energia elettrica è dovuta al genio di Nikola Tesla. Per descrivere le peculiarità di questo “tipo di corrente” un’analogia idraulica risulta perfetta.

Paragonando la corrente in un conduttore ad un fluido che scorre in un condotto, nel caso della corrente continua il movimento del fluido è costante mentre per la corrente alternata il fluido in questione vede la sua velocità variare nella direzione, prima in un verso poi nell’altro. La stessa cosa accade per la corrente alternata: in base alla frequenza applicata dall’inverter l’elettricità “scorrerà” alternativamente prima in verso poi nell’altro.

Nilsson, B., Carlsson, T.: Direct three-dimensional shape measurement by digital light-in-flight holography. Applied Optics 37(34), 7954–7959 (1998)

Superconductingcoherence length

Motore elettrico: origini e funzionamento Motore in corrente continua: con spazzole o senza Motore in corrente alternata: sincrono e asincrono Lo stato dell’arte dei motori elettrici

He-Nelaser

Abramson, N.: Light-in-flight recording: high-speed holographic motion pictures of ultrafast phenomena. Applied Optics 22(2), 215–232 (1983)

In questo caso, l’energia elettrica trasmessa dalle batterie, dopo essere stata convertita da continua ad alternata tramite inverter. Quest’ultimo ha anche lo scopo di regolare frequenza ed intensità della corrente al variare della potenza richiesta dall’utilizzatore e viene utilizzato per alimentare gli avvolgimenti dello statore generando un campo magnetico variabile in grado di “spingere” da un parte ed “attrarre” dall’altra i magneti permanenti del rotore. Il risultato: coppia applicata all’albero utilizzabile dalla trasmissione. Per completezza storica, è obbligatorio citare l’italiano Galileo Ferraris, il quale sviluppava a fine ‘800, indipendentemente e parallelamente a Nikola Tesla, il motore elettrico in corrente alternata.

Smith, R., et al.: Longitudinal coherence measurements of a transient collisional x-ray laser. Optics Letters 28(22), 2261–2263 (2003)

Escoto, E., Muldera, J., Dasallas, L., Estacio, E., Almoro, P. (2014). Coherence Length Measurement for Ultra-short Laser Pulses Using Digital Holography and Statistical Fringe Analysis. In: Osten, W. (eds) Fringe 2013. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36359-7_38

Ledcoherence

Coherence length

Parlando sempre di corrente alternata, nel caso in cui il rotore sia costituito da magneti permanenti si definisce sincrono ed il risultato è una rotazione effettiva strettamente legata alla frequenza con cui è alimentato lo statore del motore elettrico. Questa soluzione è tra le più utilizzate per quanto riguarda il powertrain delle moderne auto elettriche.

Korner, K., et al.: Short temporal coherence digital holography with a femtosecond frequency comb laser for multi-level optical sectioning. Optics Express 20(7), 7237–7242 (2012)

Coherencetime

Se il rotore adotta uno schema ad avvolgimenti il motore elettrico viene definito asincrono. In questo caso, nel momento in cui lo statore viene alimentato, il campo magnetico generato induce un ulteriore campo magnetico (indotto) negli avvolgimenti del rotore – invece di essere “naturalmente” presente come per lo schema a magneti permanenti.

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Devrelis, V., et al.: Coherence length of single laser pulses as measured by CCD interferometry. Applied Optics 34(24), 5386–5389 (1995)

Maallo, A.M.S., Almoro, P.F.: Numerical correction of optical vortex using a wrapped phase map analysis algorithm. Optics Letters 36(7), 1251–1253 (2011)

Various techniques in interferometry require lasers of short coherence length, taking advantage of the fact that light interferes only in the areas where the optical path difference (OPD) of two beams is shorter than its coherence length. Examples of these techniques are light-in-flight recording by holography [1], optical coherence tomography [2], 3D shape measurement [3-4], and short coherence microscopy [5]. These techniques use a priori knowledge of the laser’s coherence length in order to extract valuable information about the test object (e.g., its position, shape, or refractive index distribution).

Le differenze tra le due soluzioni risiedono nei costi, elevati per i motori sincroni, nella gestione delle temperature (i magneti permanenti possono smagnetizzarsi se il calore risulta elevato) e nei rapporti peso-potenza. Il rotore dei motori asincroni, pesando di più, risulterà più difficile da porre in rotazione. Per un ulteriore approfondimento sul funzionamento dei motori a corrente alternata – nello specifico asincroni trifase – vi rimandiamo al video seguente.