Elettrotecnica lezione n°1: circuito concentrato o distribuito
Def. circuito concentrato o a parametri concentrati: un circuito è definito così, se la sua dimensione fisica è molto minore della lunghezza d'onda associata alla massima frequenza del lavoro del circuito.
Dim. fisica d << λ (fl)
λ = c / f: c = velocità luce f = frequenza lavoro
Impianto elettrico domestico
Appartamento 100m2
f = 50 Hz
c = 300.106 m/s
λ = 300.106 / 50 = 6.106 m = 6.000 Km
Segnale sinusoidale
Il segnale (corrente, tensione) nell'appartamento assume tutti i suoi valori in una dist. pari a 6000 Km.
I fenomeni di propagazione saranno trascurabili rispetto alla dimensione perché a distanza di 10m la lunghezza d'onda assume un sego valore.
Telefono cellulare
Telefono cellulare: d = 0,1 m f = 900 MHz
λ = 300.106 / 900.106 = 0,33 m λ
È un circuito distribuito.
In diversi punti del telefono potremmo avere valori di grandezza elettrica diversi: il fenomeno di propagazione del campo elettrico non è trascurabile!
Data una porzione di circuito, le grandezze elettriche assumeranno uno ed un solo valore quindi non c'è propagazione.
Elettrotecnica lezione n°1: circuito concentrato o distribuito
Def. Circuito concentrato o a parametri concentrati: un circuito è definito così, se la sua dimensione fisica è molto minore della lunghezza d'onda associata alla massima frequenza del lavoro del circuito.
Dim. fisica d < λ (fx)
λ = c / f = velocità luce / frequenza lavoro
Impianto elettrico domestico
Appartamento 100m2
f = 50 Hz
c = 300.106 m/s
λ = 300.106 / 50 = 6.106 m = 6.000 Km
Segnale sinusoidale
λ
Il segnale di corrente, tensione, nell'appartamento assume tutti i suoi valori in una dist. pari a 6000 Km.
Fenomeni di propagazione saranno trascurabili rispetto alla dimensione perché a distanza di 10m la lunghezza d'onda assume un peso valore.
Telefono cellulare
Telefono cellulare: d = 0,1 m ; f = 900 MHz
λ = 300.106 / 900.106 = 0,33 m
È un circuito distribuito.
In diversi punti del telefono potremmo avere valori di grandezza elettrica diversi: il fenomeno di propagazione del campo elettrico non è trascurabile!
Data una porzione di circuito, le grandezze elettriche assumeranno uno ad un solo valore quindi non c'è propagazione.
Def. di carica e corrente
Quantità di carica: Se in una regione di spazio S, la quantità di carica di tale regione è data dalla somma algebrica delle cariche presenti in essa, positive o negative che siano.
Σ qi = Q [C] Coulomb.
Corrente elettrica: moto ordinato di cariche. È variazione di carica che attraversa la generica sezione nel tempo.
I = limΔt→0 ΔQ/Δt = dQ/dt [C/S] = [A] Ampere
Immaginando che la sezione del conduttore sia costante per tutta la sua lunghezza.
Amperometro
Valori tipici:
- Circuiti integrati: 1nA; 1µA
- Concetto minimo avvertita dall'uomo: 1mA
- Letale: - 100 mA
- Impianti domestici: 1 - 20 A
Def. potenziale e differenza di potenziale o tensione
Prendiamo in considerazione una regione di spazio attraversata da un campo elettrico.
Si definisce potenziale del punto A il rapporto tra l’energia che assume la carica in tale punto e la quantità di carica:
UA = WA/q
Definito in un solo punto.
Il valore di tale potenziale elettrico viene definito in modo costante cioè il potenziale di riferimento è l'energia che punto all'infinito e siccome ogni punto dello spazio può assumere un suo valore, a meno di 1 costante tutti i valori del potenziale non cambiano.
Differenza di potenziale o tensione
UAB = ∫ AB E · ds = UA - UB non dipende dal percorso ma solo dai valori A e B; campo conservativo.
UA = WA/q = [J/C] = [W·S/S] = [V·S/S] = [V]
Voltmeter
UAB valori tipici:
- Antenna radio: 100 nV; 10 µV
- Tensione elettrodi cardiografo: 1 mV
- Batteria auto: 12 V
- Linee trasmissione energia: 100 kV
Def. circuito elettrico
Def. circuito elettrico: l'interconnessione di un numero arbitrario di elementi circuitali connessi per mezzo di 2 morsetti.
Un circuito elettrico è l'interazione tra elementi nei quali fenomeni fisici avvengono all'interno dell'elemento stesso e poi interagiscono tra loro attraverso collegamenti. (generalmente fili o morsetti)
Elementi di filo ideali
Elementi di filo ideali:
Il numero minimo di morsetti di un elemento è pari a 2, in quanto possiamo definire sia il potenziale che la tensione (ne bisogna almeno 2
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