Quaderno da Esame Elettrotecnica

Per la fisica

Per muovere una carica da un punto all'altro occorre spendere energia elettrica (e viceversa).

L'energia elettrica si converte e trasmette bene, ma è difficile da accumulare [e].

Intensità di corrente elettrica può essere di conduzione, oppure di spostamento (dielettrica); occorrono cariche in moto.

I_media = Δq / Δt → i = dq / dt.

La tensione V_AB fra due punti A e B è l'energia necessaria per spostare una carica unitaria da B verso A.

v = de / dq, cioè lavoro per unità di carica.

La potenza è la variazione istantanea della energia.

p = de / dt.

Si può fattorizzare come prodotto di un fattore intensivo (movimento in un punto) e di un fattore estensivo (differenza tra due punti).

p = f_i . f_e = i . v.

Unità di misura: ΔQ = i Δt → [c] = [A] . [s].

v = p / i → v = W / Δq = W / C.

i = ΔQ / Δt.

Per la fisica

Per muovere una carica da un punto all'altro occorre spendere energia elettrica (e viceversa).

L'energia elettrica si converte e trasmette bene, ma è difficile da accumulare [e].

Intensità di corrente elettrica può essere di conduzione, oppure di spostamento (elettrostatica); occorrono cariche in moto.

I_media = ^Δq/_Δt → i = ^dq/_dt.

La tensione V_AB fra due punti A e B è l'energia necessaria per spostare una carica unitaria da B verso A.

v = ^de/_dq, cioè lavoro per unità di carica.

La potenza è la variazione istantanea della energia.

p = ^de/_dt.

Si può fattorizzare come prodotto di un fattore intensivo (movimento in un punto) e di un fattore estensivo (differenze tra due punti).

p = f_i * f_e = i * v.

Unità di misura: ΔQ = i * Δt → [C] = [A] * [s].

• V = ^p/_i → V = W/A = Ws/A = J/c.
• i = ^Δe/_Δq.

I sistemi elettrici

I sistemi elettrici si possono osservare da:

• Punto di vista globale: circuiti, cioè blocchi che effettuano conversione, trasmissione e utilizzazione di energie o informazioni.
• Punto di vista locale: campi, cioè fenomeni locali sulle strutture che possono essere in quiete o in moto.

Il bipolo è un sistema a due morsetti, visto globalmente, in grado di scambiare potenza elettrica.

Strumenti di misura

Gli strumenti per misurare le grandezze elettriche vanno scelti in base al tipo di circuito con cui si vuole lavorare:

• Regime stazionario: amperometro, voltmetro, wattmetro.
• Regime variabile: C.R.O (oscillografo a raggi catodici).

Inoltre si deve aver cura di scegliere uno strumento adatto alle proprie necessità:

• Regime.
• Portata.
• Classe.

Regime stazionario

Le grandezze e relazioni sono algebriche:

v(t) = V   i(t) = I   p(t) = P.

Per un bipolo stazionario, data una grandezza d'ingresso corrisponde uno ed un solo valore delle grandezze d'uscita. Si ha quindi un legame univoco tra V e I che può essere espresso tramite una forma analitica (legge di Ohm) o forma grafica (caratteristica elettrica).

I bipoli si possono classificare in:

• Passivi, se è lineare e passa per l'origine.
• Lineare, se la caratteristica è retta-linea.
• Ideale, se l'equazione è descritta da solo punto.

Un esempio di bipolo lineare passivo è il Resistenza ideale.

R = ^V/_I ⇒ [Ω],   G = ¹/_R   [^S/ _{= ¹/Ω]}.

Tipi di resistori

In commercio esistono vari tipi di resistori:

• Polvere di carbone: basso potere e costo.
• Filo metallico: buona precisione ma elevato costo.
• Filo di rame: buona precisione e potenza.
• Variabile: reostati.

Generatori

Generatore ideale indipendente di V.

V = V_t.

Generatore ideale indipendente di I.

I = -I_c.

Generatore reale lineare di V.

V = V_t + R I.

Generatore reale lineare di I.

I = -I_c + G V.

Bipolo lineare generico in base I.

V = E + R (I - A).

Bipolo lineare generico in base V.

I = A + G (V - ε).

Esistono generatori dipendenti da un parametro di un altro bipolo; si parla quindi di doppio bipolo.

Circuiti elettrici 1

Un circuito elettrico è un sistema elettrico costituito da una connessione di bipoli (b: polo-lato; connessione = filo ideale). Si possono suddividere in:

• Chiusi: non hanno connessioni con altri circuiti.
• Aperti: hanno connessioni con altri circuiti.

In un circuito si riconoscono:

• Nodo: punto dove si incrociano due o più lati.
• Maglia: percorso chiuso a cui appartengono due o più lati.