Riassunto esame Elettrotecnica, Prof. Vitelli Massimo, libro consigliato Appunti di elettrotecnica, Massimo Vitelli

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Riassunto per l'esame di Elettrotecnica, basato sul corso e sullo studio autonomo del libro consigliato da Prof. Vitelli Massimo: Appunti di elettrotecnica, Massimo Vitelli. Università …

Esame Elettrotecnica

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Vitelli Massimo

Università Università degli studi della Campania "Luigi Vanvitelli"

A.A. 2023-2024

122 pagine

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Appunti esame

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Carica elettrica

Carica positiva (+): protoni
Carica negativa (-): elettroni
Stesso segno ⟶ respingono
Segno diverso ⟶ attraggono

Empiricamente

q₁, q₂ cariche puntiformi a distanza r_₁₂

F̅_₁₂ esercitata da 1 su 2

F̅_₂₁ esercitata da 2 su 1

F̅_₁₂ = k _{q₁ q₂}⁄_{r_₁₂²} n̂_₁₂ = -F̅_₂₁

k = 8,99 · 10⁹ (N m²)/C²

k = 1/_{4πε_₀}

ε_₀ ≈ 8,85 · 10^-12 C²/(m²N)

Campo elettrico

E̅ (P_₀) = Σ_i=1 ₁⁄_{4πε_₀} · qι · n̂_i,o⁄r_i,0²

[N/C] = [V/m]

E̅ di una carica puntiforme:

Carica elettrica

Carica positiva (+): protoni
Carica negativa (-): elettroni
Stesso segno → respingono
Segno diverso → attraggono

Empiricamente

q₁, q₂ cariche puntiformi a distanza r₁₂:

→ F₁₂ esercitata da 1 su 2

→ F₂₁ esercitata da 2 su 1

→ F₁₂ = k _q₁q₂ / r₁₂² → F₁₂ = -→ F₂₁

k = 8.99 × 10⁹ (N m²)/C²

k = 1/(4πε₀)

ε₀ ≡ 8.85 × 10^-12 C²/(m²N)

Campo elettrico

(elettrostatico se cariche ferme)

→ E (P₀) = Σ _i=1ⁿ 1 / _{4πε₀ q_i/r_i,0² →₀}

[ N/C ] = [ V/m ]

→ E di una carica puntiforme:

→ 1 / _{4πε₀ Σ _i=1ⁿ q_i/r_i,0² →₀}

Carica sorgente: genera il campo

Carica di prova: strumento per "misurare" il campo

Densità di carica

Densità di carica (volumetrica)

ρ = Q / V [C/m³]

Densità superficiale

σ = Q / A [C/m²]

Linea di flusso

Linea ideale tangente in ogni pt. alla direzione del campo

Proprietà del campo elettrico:

Legge di Gauss

Legge di Gauss

Flusso del campo elettrico uscente da una superficie chiusa contenente una carica totale Q

∯_Σ Ē(P) · n̂ ds = Q / ε₀ [N·m²/C]

n̂: versore normale uscente

Q: carica netta (somma algebrica)

Conservatività

È un campo centrale a simmetria sferica, campo conservativo

∮_{Δ_AB} Ē · t̂ dℓ = 0

Lavoro per unità di carica

t̂: versore tangente

∫_A₁^B₂ Ē · t̂ dℓ = ∫_A₂^B₁ Ē · t̂ dℓ

Il lavoro compiuto dal campo elettrico non dipende da come solo da A e B

[J/C] ≡ [V]

Conduttori

Conduttori

Conduttibilità elettrica

Ci riferiamo a materiali:

Tipo rame o alluminio
Le cariche possono subire spostamenti macroscopici di perfe letteres dr non ne esistono
Omogenei (stesse proprietà (conducibilità) in tutti i punti)
Isotropi (le proprietà restano inalterate se cambio direzione)
Lineari (proprietà che variano in modo lineare (y = kx))

Isolanti

Isolanti

Le cariche elettriche presenti non possono subire spostamenti macroscopici

Esempi: oli minerali, PVC, gas (SF6), porcellana, legno asciutto

Induzione e polarizzazione elettrostatica

Induzione e polarizzazione elettrostatica

Fenomeni che si verificano in conduttori e isolanti, quando subiscono campi esterni

Potenziale

Lavoro compiuto per unità di carica

Potenziale

(concetto di campo elettrico, analogo a quello associato al campo gravitazionale)

Si può definire solo quando E è conservativo

Solo a regime stazionario

Differenza di potenziale

[V] ≡ [^J/_C]

Si assegna (tipicamente) valore nullo all'infinito

V(A) - V(B) = ∫ E · dℓ

Non V(B) ≠ V(A)

Non dipende da ℓ, fa la conservatività di E

dℓ = ẑ·dℓ

V_AB = V(A) - V(B)

V_BA = V(B) - V(A)

Induzione

Complesso di fenomeni che accadono quando un conduttore viene sottoposto a un campo elettrico

E_tot = E_int + E_est

E_est

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