Domande in preparazione all'orale di elettrotecnica

Conoscenze di base (16-20)

Laws of Kirchhoff

1. Enunciare e mostrare con un esempio la legge di Kirchhoff delle correnti.

La somma algebrica delle correnti che entrano in un nodo è uguale a zero.

2. Enunciare e mostrare con un esempio la legge di Kirchhoff delle tensioni.

La somma algebrica delle tensioni in un percorso chiuso è uguale a zero.

Potenza in corrente continua

3. Definire la potenza in corrente continua:

Su che elementi si calcola, quali sono le possibili convenzioni e con quale formula si trova il valore numerico. Definiamo la potenza P come il rapporto tra la differenza di potenziale (ddp) presente ai capi di un elemento di un circuito per la corrente in esso circolante. P=VI. Convenzione generatori (producono potenza) o utilizzatori (dissipano potenza).

Tipologie di connessioni fra bipoli

4. Definire le tipologie di connessioni fra bipoli.

Serie: un morsetto del primo elemento a contatto con un morsetto del secondo elemento. La corrente che entra nel primo bipolo deve uscire integralmente dal secondo bipolo.

Parallelo: a due morsetti sono collegati due oggetti in modo che a un morsetto sono collegati i poli entranti, all'altro i poli uscenti. I due elementi sono equipotenziali.

Tipologie di bipoli lineari

5. Mostrare le tipologie di bipoli lineari visti nel corso e scriverne l'equazione (o le equazioni) costitutiva.

• GdT: produce potenza, V=E
• GdC: garantisce un valore di I indipendente da ddp presente ai suoi capi, I=A
• Resistore: utilizzatore, V=IR
• Cortocircuito: ΔV=0
• Circuito aperto: I=0

Connessioni in serie e parallelo

6. Mostrare l'effetto di connessioni in serie ed in parallelo su generatori di tensione, generatori di corrente e resistenze.

GdT: serie E=E₁+E₂, parallelo: E parzialmente indeterminato, se diversi impossibile.

GdC: serie indeterminato o impossibile, parallelo: I=I₁+I₂.

Resistori: serie R=R₁+R₂, parallelo: 1/R=1/R₁+1/R₂.

Partitori e formule

7. Spiegare il partitore di tensione, le ipotesi di applicabilità e dimostrarne la formula.

Due oggetti in serie, nota la ddp ai capi della serie. Circola la stessa corrente. V₁=R₁/(R₁+R₂)·V.

8. Spiegare il partitore di corrente, le ipotesi di applicabilità e dimostrarne la formula.

Nota la corrente entrante in un parallelo di due resistenze. I₁=R₂/(R₁+R₂)·I.

Equivalenti circuitali

9. Scrivere la formula di Millman e mostrarne l'applicazione con un esempio esaustivo.

Formula di Millman: V_m=(ΣI_n/R_n)/(Σ1/R_n).

10. Cos'è e come si calcola un equivalente Thevenin.

Equivalente circuitale con lo scopo di eliminare una parte di circuito. Ddp ai morsetti A e B, R equivalente a generatori spenti V_AB = V₀ + R_eqI.

11. Cos'è e come si calcola un equivalente Norton.

Equivalente circuitale con lo scopo di eliminare una parte di circuito. I di corto circuito, R equivalente a generatori spenti I_CC = I_T + V/R_eq.

Multipoli e multiporta

12. Definizione ed esempio di multipolo e multiporta.

Multipolo: elemento generico che si interfaccia con il resto della rete con un numero generico di poli: (n-1) correnti e (n-1) ddp da definire.

Multiporta: multipoli con un numero pari di morsetti nei quali la corrente entrante in un polo esce in un altro polo. Usato per il trasporto dati (connessioni a cascata), es: impianto stereofonico source-pre-ampli-speaker.

13. Mostrare ed esemplificare le possibili connessioni fra multiporta.

Connessione in serie: Z_eq = Z₁ + Z₂.

Connessione in parallelo: Y_eq = Y₁ + Y₂.

Equazioni e trasformatori

14. Equazioni caratteristiche di un trasformatore ideale.

V₁/V₂ = N₁/N₂ e I₁/I₂ = N₂/N₁.

15. Amplificatore operazionale: curva caratteristica e condizione necessaria e sufficiente per il funzionamento in linearità.

V_out = A(V₊ - V_-) e CNES linearità è V₌₀.

Componenti con memoria e Laplace

16. Equazioni costitutive dei componenti con memoria e loro trasformata di Laplace.

• Condensatore: i(t) = C dv(t)/dt, Laplace: I(s) = sC V(s).
• Induttore: v(t) = L di(t)/dt, Laplace: V(s) = sL I(s).

Transitori e funzioni

17. Formula dei transitori del primo ordine per ispezione.

v(t) = V_∞ + (V₀ - V_∞)e^-t/τ.

18. Definizione di funzione di trasferimento.

La FdT tra un ingresso e un’uscita è definita come il rapporto tra l’uscita e l’ingresso stessi.

Dato un circuito con n ingressi ed m uscite, la FdT tra il j-esimo ingresso e la i-esima uscita è dato da: H(s) = Y(s)/X(s).

19. Diagramma di Bode: assi ed uso con esempio.

Ascisse: log(frequenza) e Ordinate: |H(jω)| in dB.

Regime armonico e trasformata fasoriale

20. Definizione di regime armonico e trasformata fasoriale.

Regime armonico: rete sollecitata da generatori sinusoidali.

Trasformata fasoriale: associa a un segnale nel tempo di pulsazione ω un unico numero complesso (fasore).

Impedanze e rifasamento

21. Definizione di impedenze in regime armonico.

Rapporto tra la differenza di potenziale presente ai capi di un elemento e la corrente circolante nell'elemento.

22. Concetti base del rifasamento.

Rifasamento: determinare C in modo che tutto il complesso sia visto come una struttura che assorbe potenza con un angolo φ prefissato.

Reti trifase

23. Definizione di rete trifase simmetrica ed esempio significativo.

Sistema trifasico in cui i moduli dei generatori sono uguali e le fasi sono sfasate di 120°.

24. Definizione di rete trifase equilibrata ed esempio significativo.

Impedenze uguali in fase e in modulo.

Bipoli non lineari

25. Definizione di bipolo non lineare, definizione di approccio locale e di approccio globale.

Bipolo non lineare: presenta un legame non lineare tra la corrente in esso circolante e la ddp presente ai suoi capi.

Approccio locale (analisi di piccolo segnale): polarizzazione: si studia il NL.