Concetti Chiave
- Il funzionamento del generatore varia tra il funzionamento a vuoto e il cortocircuito, influenzando la corrente e la tensione.
- La potenza generata, espressa come P_g=E × I, è massima in cortocircuito e nulla a vuoto.
- La potenza persa segue un andamento parabolico, massima in cortocircuito e nulla a vuoto.
- Il massimo trasferimento di potenza si verifica quando la resistenza di carico è uguale alla resistenza interna del generatore.
- Nei circuiti elettronici, l'adattamento del generatore è cruciale per massimizzare il trasferimento di potenza, mentre nei generatori di grande potenza non è sempre conveniente.
-
- Funzionamento a vuoto, con Ru (carico) tendente all'infinito,
- Funzionamento in c.to c.to, con
Per rappresentare le potenze in funzione delle corrente erogata dal generatore, si consideri l'espressione della potenza generata
analoga all'espressione
Prendendo in considerazione l'espressione della potenza persa
che è analoga all'espressione
Andando a sostituire a
analoga all'espressione
Il regime di funzionamento in cui si osserva il massimo trasferimento di potenza dal generatore al carico viene detto "condizione di adattamento del generatore".
Tale condizione di carico si ha in corrispondenza del vertice della parabola ovvero per una corrente pari alla metà della corrente di c.to c.to.
Confrontando quest' espressione con I=E/(Ru+Ri) si vede che tale regime si ha quando la resistenza di carico è uguale alla resistenza interna
Nei circuiti elettronici, la condizione di adattamento è molto imporatnte: ovvero un generatore è adattato quando collegato ad un carico di resistenza equivalente a quella interna del generatore, in tale condizione si ha il massimo trasferimento di potenza .
Dalle seguenti espressioni è possibile ricavare la massima potenza trasferibile
quindi la massima potenza sarà uguale a:
da cui:
Nella condizione di adattamento il rendimento sarà uguale a:
eta ad=
ovvero:
eta ad=
La condizione da massima potenza utile nn è conveniente per i generatori di grande potenza, dato che, con rendimento 0,5 la potenza utile è solo il 50%. E in generatore di
Il discorso cambia nei circuiti elettronici dove vengono messe in gioco piccole potenze e ciò non comporta fenomeni dissipativi gravi.
Domande da interrogazione
- Qual è la condizione di carico per il massimo trasferimento di potenza in un generatore?
- Come varia la potenza utile in un generatore reale al variare della corrente?
- Qual è il rendimento nella condizione di adattamento del generatore?
- Perché la condizione di massima potenza utile non è conveniente per generatori di grande potenza?
La condizione di carico per il massimo trasferimento di potenza si verifica quando la resistenza di carico è uguale alla resistenza interna del generatore, ovvero [math]{Ru=Ri}[/math].
La potenza utile è nulla sia a vuoto che in cortocircuito e raggiunge il massimo quando la resistenza di carico è uguale alla resistenza interna del generatore.
Nella condizione di adattamento, il rendimento è [math]\frac{1}{2}=0.5[/math], il che significa che solo il 50% della potenza generata è utile.
Non è conveniente perché, con un rendimento del 50%, metà della potenza generata viene persa, il che è significativo per generatori di grande potenza come quelli da [math]300MW[/math].
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