Appunti di Elementi di Elettrotecnica e Impianti Elettrici (parte 1)

ELEMENTI DI ELETTROTECNICA

E IMPIANTI ELETTRICI

ELEMENTI DI ELETTROTECNICA

E IMPIANTI ELETTRICI

ESAME ELEMENTI DI ELETTROTECNICA E IMPIANTI ELETTRICI

ELEMENTI DI ELETTROTECNICA E IMPIANTI ELETTRICI (3 CFU)

• reti elettriche in regime stazionario
• reti elettriche in regime periodico sinusoidale
• reti trifase
• doppi bipoli

IMPIANTI ELETTRICI (6 CFU)

• 1 esercizio impianti elettrici

ESAME

• 1 esercizio elettrotecnico
• 1 esercizio impianti elettrici
• esame orale - 1 domanda su impianti elettrici

ELETTROTECNICA

Reti elettriche in regime stazionario

Teoria dei circuiti a costanti concentrate

Consideriamo un dominio con dimensione massima D

λ = c/f = cT

Lunghezza d'onda = Periodo spaziale

La lunghezza d'onda deve essere superiore alle dimensioni più grandi del dominio.

Partendo dalla teoria dei circuiti

Frequenza industriale → > 50 Hz

Modello a parametri concentrati :

Bipolo elettrico

Primo morsetto

Secondo morsetto

Teoria dei circuiti è basata su

Leggi di Kirchoff

Equazioni costitutive

Bipolo Elettrico

Un circuito elettrico è dato dall'interconnessione di un numero arbitrario di elementi

Il bipolo elettrico è costituito da una frontiera e due morsetti.

Per la corrente, si sceglie un verso di riferimento

Corrente Elettrica

La corrente elettrica di conduzione è la quantità di carica che attraversa una superficie nell'unità di tempo

i = Δq/Δt

i(t) = lim Δt→0 Δq/Δt = dq/dt

Amperometro

È uno strumento di misura della corrente, con resistenza in serie molto bassa

LEGGE DI KIRCHHOFF DELLA CORRENTE (LKC)

• nodo - è un punto cui afferiscono almeno 3 lati.
• LKC - La somma algebrica delle correnti attraverso una superficie chiusa qualunque è identicamente nulla

la LKC è conseguenza del principio di conservazione della carica

Σi = 0

TENSIONE ELETTRICA

La tensione [V] è la grandezza fisica collegata alla forza che spinge le cariche elettriche. La tensione rappresenta il lavoro fatto per portare una carica unitaria dal punto A al punto B

V_AB = L_AB/q = V_A - V_B

VOTMETRO

• strumento utilizzato per misurare la tensione si inserisce in parallelo

LEGGE DI KIRCHHOFF DELLE TENSIONI (LKT)

• LKT - la somma algebrica delle tensioni orientatamente misurate lungo un percorso chiuso qualunque è identicamente nulla

ΣV = 0

La LKT esprime il carattere conservativo del campo elettrico.

E = F/q

∫E・d_l = 0

rot E = 0

LE DUE LEGGI DI KIRCHHOFF SONO LEGGI TOPOLOGICHE

• grafo

POTENZA ELETTRICA

Il prodotto della tensione per la corrente

P(t) = V(t) * i(t)

CONVENZIONE UTILIZZATORI

Se V e i hanno versi coordinati

CONVENZIONE GENERATORI

Il verso di riferimento

• POTENZA
• ASSORBITA
• Una potenza entrante positiva
• CEDUTA O EROGATA
• Una potenza uscente positiva

CONVENZIONE UTILIZZATORI

Il verso di riferimento della corrente entra dal morsetto indicato dalla freccia della tensione

• vers di V e i: COORDINATI
• Il verso della potenza p(t) = v(t).i(t) è entrante ed è una potenza utilizzata

CONVENZIONE GENERATORI

Il verso di riferimento della corrente esce dal morsetto indicato dalla freccia della tensione

• vers di V e i: NON COORDINATI
• Il verso della potenza p(t) = v(t).i(t) è uscente ed è una potenza generata

CONVENZIONE "POSITIVA" UTILIZZATORI

i e V hanno versi opposti

CONVENZIONE "POSITIVA" GENERATORI

i e V hanno lo stesso verso

LEGGI COSTITUTIVE DI BIPOLI ELEMENTARI

V = (I)

I = (V)

Le leggi costitutive del bipolo permettono di definire la tipologia dell'elemento virtuale che si sta considerando.

• GENERATORE IDEALE DI TENSIONE
  • Legge costitutiva
  • V = E
  • I quadrante: P spontaneo > 0
  • II quadrante: P spontaneo < 0
• GENERATORE IDEALE DI CORRENTE
  • Legge costitutiva
  • I = I
  • I quadrante: P spontaneo > 0
  • II quadrante: P spontaneo < 0
• RESISTORE LINEARE
  • V = RI
  • I = 1/R V
  • P = VI
  • P = RI²
  • P = G V²

• RESISTORE NON LINEARE
  • V _A
  • V = R(i)I
• CORTO CIRCUITO IDEALE (IMPORTANTE)
  • • A
    • V = 0 V
    • B
    • I