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Nella maggior parte dei casi i circuiti elettronici vengono alimentati da una tensione

continua che può essere ottenuta o dalle batterie o dagli appositi dispositivi, gli

alimentatori. Ricorrere alle batterie è, in genere antieconomico, in tal caso è senz'altro

più utile e affidabile adottare un alimentatore. Esso è un apparato basato su un circuito

elettronico in grado di fornire tensione stabilizzata ad un carico. Il circuito di un

alimentatore è formato da:

 Fusibile;

 Trasformatore;

 Diodo;

 Filtro RC;

 Stabilizzatore.



Il diodo è un componente elettronico caratterizzato da due terminali,

detti anodo e catodo. Esso è costituito da una singola giunzione

PN(positivo e negativo) e presenta un comportamento rettificante, nel

senso che permette il passaggio di corrente solo da un verso. La

polarizzazione diretta si ha quando il potenziale dell’anodo(terminale

positivo) risulti maggiore di quello del catodo(terminale negativo), al

contrario invece si ha la polarizzazione inversa. Per quanto riguarda il

suo ruolo nel circuito dell’alimentatore esso tende a rendere la tensione

alternata di rete di tipo pulsante e sempre dello stesso segno. A questo

risultato si perviene attraverso vari modi:

Utilizzando un solo diodo in serie ad uno dei due capi dell’avvolgim

 ento secondario (raddrizzamento a una semionda);

Per mezzo di due diodi adottando un trasformatore con presa central

 e;

Tramite in ponte di Graetz ;



In questo caso nel semiperiodo positivo la tensione alternata

presente sul secondario del trasformatore polarizza

direttamente il diodo portandolo in conduzione e consentendo il

passaggio di corrente nel carico. Nel semiperiodo successivo la

semionda negativa polarizza inversamente il diodo che non

consente quindi il passaggio di corrente.

Andamento della tensione:

Andamento della tensione tramite

raddrizzamento a una semionda

In questo caso si utilizza un trasformatore con il secondario

dotato di presa centrale, in questo modo le tensioni ai capi del

secondario sono eguali in modulo ma in opposizione di fase. In

questo modo quando l’estremo superiore dell’avvolgimento è a

potenziale positivo rispetto alla presa centrale, quello inferiore è a

potenziale negativo, in questa condizione conduce il diodo D ed è

1

interdetto il diodo D . Nel semiperiodo successivo la situazione si

2

invertirà quindi condurrà il diodo D e sarà interdetto il diodo D .

2 1

Andamento della tensione:

Andamento della tensione tramite

raddrizzamento a due semionde

Un altro modo per ottenere il raddrizzamento a onda intera, è

quello dove vengono utilizzati quattro diodi connessi a ponte

(ponte di Graetz) ed un normale trasformatore. In questo caso

quando il punto M è positivo rispetto al punto N conducono i

diodi D e D mentre gli altri due sono in interdizione. Nel

1 3

semiperiodo successivo, quando il punto N è positivo rispetto al

punto M conducono i diodi D E D e gli altri due sono in

2 4

interdizione .

Andamento della tensione:

Andamento della tensione e

corrente tramite il ponte di Graetz

Il trasformatore monofase può essere considerato come un sistema elettrico interagente

con l’esterno tramite due coppie di morsetti, attraverso cui riceve energia dalla rete e la

eroga al carico elettrico. Del trasformatore possiamo parlare sia di quello ideale che di

quello reale per quanto riguarda il primo si ipotizzano tre ipotesi semplificative:

gli avvolgimenti non hanno resistenza elettrica;

•

•il flusso, non c’è flusso disperso;

•il nucleo magnetico, saranno nulle le perdite nel ferro;

Applicando al primario del trasformatore una tensione sinusoidale, nascerà nel nucleo un

flusso magnetico anch’esso sinusoidale. Ogni avvolgimento sarà soggetto all’azione di un

flusso concatenato e per la legge dell’induzione elettromagnetica nasceranno delle

tensioni indotte. Le tensioni indotte in un trasformatore sono direttamente proporzionali

al numero di spire degli avvolgimenti e quindi, il lato AT avrà maggior numero di spire

rispetto al lato BT.

Trasformatore reale:



Il trasformatore reale invece, ovviamente rinuncia alle ipotesi semplificative di

quello ideale quindi si andranno a creare nel trasformatore alcuni effetti come:

caduta di tensione, flussi dispersi e le perdite di potenza nel ferro, quindi

adotteremo delle misure di prevenzione per mantenere sempre il funzionamento

corretto del trasformatore. Inoltre esso ha vari funzionamenti: funzionamento a

vuoto, funzionamento a carico, funzionamento in corto circuito. Lo scopo è quello

di mantenere sempre un livello alto del rendimento.

Diagramma vettoriale funzionamento a vuoto:

Diagramma vettoriale funzionamento a carico:

Per disegnare il seguente

diagramma si procede nel

seguente modo:

• Si disegnano i vettori

delle tensione indotte

sfasati di 90° in ritardo

rispetto al flusso;

• si disegna il vettore –E 1

opposto a E ;

1

• si disegna la corrente Ia,

che è in fase con la

tensione –E ed è in

1

anticipo di 90° rispetto al

flusso;

• si disegna la corrente Iu,

che è in ritardo di 90° sulla

tensione –E ed in fase con

1

il flusso;

• si disegna il vettore I 0

dato dalla somma

vettoriale delle due

correnti;

• per tracciare il vettore V 1

occorre sommare i vettori –

E , R I (in fase con I0

Per tracciare il diagramma

vettoriale a carico si procede nel

seguente modo:

Si tracciano i vettori E ed E , a

§ 1 2

90° in ritardo rispetto al

flusso ed il vettore -E in

1

opposizione a E ;

1

Si traccia il vettore I sfasato in

§ 2

ritardo rispetto a E ;

2

Si traccia il vettore V

§ 2

sommando E

2,

-R I (opposto a I ) e –jX I2

2 2 2 2d

(in ritardo di 90° su I ) ;

2

Si traccia il vettore I , in

2’

§ opposizione di fase rispetto a

I e si esegue la somma

2

vettoriale I + I ;

2’

0

Si ricava infine il vettore V

§ 1

come somma vettoriale tra –

E ,R I (in fase con I ) e jX I

1 1 1 1 1d 1

(in anticipo di 90° su I ).

1

§

Il filtro nell’alimentatore svolge un ruolo importante per quanto riguarda

la tensione, come abbiamo visto infatti per il raddrizzamento della

tensione, essa non avrà un andamento continuo ma un andamento

pulsante, tramite il filtro si può approssimare quanto è più possibile una

forma d’onda pulsante ad una grandezza che sia definibile continua.

L’accorgimento più usato per diminuire l’ondulazione è quello nel disporre

fra il positivo e negativo un condensatore, si deve comunque tenere

presente che qualsiasi sia il filtro utilizzato permane un residuo della

ripple)

corrente alternata, fornita dal fattore di ondulazione ( definito come

il rapporto fra il valore efficace della tensione in uscita e la tensione

ripple

continua sul carico, ovviamente quanto più sarà basso il valore più

la tensione in uscita approssima l’andamento di una tensione continua,

esso sarà più basso quanto sarà più elevato il valore della capacità di filtro.

Andamento della tensione a una semionda:

Andamento della tensione a onda intera:

Andamento della

tensione a una

semionda con

condensatore A tratto pieno

l’andamento della

tensione ai capi del

carico nel circuito

con presenza della

capacità, mentre il

tratto sottile indica

l’andamento della

tensione in assenza

della capacità.

Andamento della tensione con

condensatore a onda intera

A tratto pieno

l’andamento

della tensione ai

capi del carico

nel circuito con

presenza della

capacità, mentre

il tratto sottile

indica

l’andamento

della tensione in

assenza della

capacità.

Stabilizzatore di tensione con diodo

zener

Il diodo zener è un componente a semiconduttore la cui caratteristica il

polarizzazione diretta è simile a quella di un normale diodo, del tutto

simile a quella di un normale diodo è anche la curva che si ricava

sottoponendo il componente ad una polarizzazione inversa. In questo

caso infatti fra anodo e catodo fluisce una corrente di fuga che, nel caso

di una polarizzazione inversa molto elevata, la corrente tende ad

aumentare notevolmente portandosi, se non limitata, ad un intensità

molto elevata. Il valore della tensione inversa a cui si manifesta questo

tensione di zener scarica di

fenomeno viene definito o anche

breakdown. Per i diodi nel quale il fenomeno si presenta per tensioni

breakdown

superiori a 5 V il si può attribuire all’effetto zener, mentre

per tensioni superiori a 7 V all’effetto valanga.

Circuito classico di riduttore di tensione stabilizzata a diodo zener:

Il funzionamento di questo circuito è semplice: se la corrente I L

richiamata dal carico aumenta, si ha una diminuzione della corrente

I nel diodo zener dal momento che la corrente I fornita dal

Z T

generatore di tensione costante Vi è anch’essa costante. Se

viceversa, la corrente I diminuisce, aumenta la corrente I . Più

L Z

semplicemente, ad un incremento o a un decremento del carico

corrisponde, rispettivamente un decremento o incremento della

corrente nel diodo zener. Poiché la corrente I si mantiene comunque

T

costante, costante sarà anche la c.d.t. sulla resistenza R e questo

Z

determina la costanza della V ( a condizione di ritenere costante la

0

tensione V di ingresso).

I Batterie primarie

Le batterie vengono classificate in due grandi categorie, quelle e

secondarie.

quelle Le prime sono tutte quelle batterie che una volta

utilizzate non possono più essere ricaricate e riportate al loro stato

accumulatori,

iniziale di carica, quelle secondarie, chiamate anche sono

invece tutte quelle batterie che possono essere ricaricate e riportate

quindi alla loro carica iniziale. All’interno di ogni batteria avviene un

ossidoriduzione

processo chimico di in cui vi è lo scambio di elettroni da

una sostanza che li cede verso un’altra che li acquista. Questo flusso di

elettroni fa in modo che vi sia una corrente elettrica continua, che si

instaura proprio grazie ad una differenza di potenziale che avviene agli

elettrodi della batteria. Esse possono essere classificate in due categorie :

• Batterie commerciali ;

• Batterie industriali .