Elettrotecnica - Appunti

Grandezze fondamentali

Le grandezze fondamentali che a noi interessano sono poche.

La prima: La carica elettrica

Essa è la quantità di materia che in un certo corpo è libera di muoversi se sottoposta a forza elettrica. Detto in modo migliore rappresenta la misura di particelle che si muovono in un corpo se sottoposto ad un campo elettrico.

L'unità di misura è il Coulomb(C), dove 1C=6,24·10¹⁸e^-, dove sappiamo che la carica di un elettrone è pari ad: e^-=1,602·10^-19 C.

Per concludere, relativamente alle cariche, riflettiamo ricordando che vige il principio di conservazione della carica: la carica non si crea, né si distrugge; ma si trasforma.

Una seconda grandezza è la corrente elettrica

Che è la rapidità di movimento delle cariche attraverso una superficie.

Essa può essere scritta come: I(t)=dQ/dt _C^ò_lim

Questa è la definizione standard di corrente elettrica.

Utilizzando nella versione continue, sappiamo che la corrente trasmessa all'interno dei fili, per cui sarà grandezza puntuale o simbolica.

Per ora per misurare la corrente basta misurare la capacità di uscire della carica in un punto

1[A]=1C/ 1[s]

In particolare, la corrente si misura in Amperée.

Tale grandezza può essere definita prendendo due fili sufficientemente piccoli da coesistere alla distanza di 1 metro. In ogni filo scorre 1 Amperé se i due fili si attraggono/respongono con una forza di F=2·10^-7.

Oltre che ad un circuito, la corrente elettrica è definita come derivata di un verso. Per cui la corrente I salirà con una freccia.

0.8 che si formano verso lo diverso delle cariche positive, ovabili ne sappiamo che la corrente è l'oppostata di quelle negative.

La quantità di carica trasportata si ottiene come: Q(t)= Ⱳ_C^ò_limI(t)dt

Ovviamente apprendendo che la corrente MD equiv= continuità… Il circuito è

I(t)

Può essere continua (avente nent alare'altensiake) o alternata (parrente senusoinale)

Detto questo, accando avea nenti onale della quonone zumdatente, una tena roonule & la tensonne electriche diffenenza di potenziale o disenno della cialente è una grande-a tiptcha ta rappresenta l'energio utile è necessar per nunstone le cacke

Tele grandeza ha dimensiene di =Joule/Colomb(Volt)

Ancbe per le tensione, è necessario definine le inflezioni ed inverse, che definistone il flusso dell'engne

Pr tale è necessario defiere una potuta, in quanto il sistema assolve. E' Tnerga se le curve tovate dalla potuta positiva quelle negativas. Invenna evae zenergia se le curve precede dall piolata segosta a quelle proitina

Un concetto tendunentale da tenere è quella te pablo elettrico, delmata come un elemento funco provv di dimensione geometrche, attraverso il quote flosce corrente alttrica e al capo dei quale ci a una differenza di potenziale

In particolare è uitile sottotenere che un realtonr dipede ma e privo di dimension ma non puooné infinitasale + pive piccole Pero a prosentile bolje dare per porte arrotolate una reslzione istintfiva i(t) F(v1(t1) e v2(t4). g(i(t))In questo suco il d'plo sculto essue definito.

Il oggetto ci pemette di capene se le convenioni contrari:le sono del convention del utinore legate al vdetta grandeza fondanentale de Uin elettricen con la pompe dillette P(t)

In paticheon le curtistche ca veine scronls le enerie : P(t): dwT(st)

In painlo un in sistacn elettrici ponlama vunur le potine come P(t): dw /st(t):dq st(v(t)· (i(t)

Ne le potine elttriche it: preddle delle tensone co ia connent e nmisituta di nunsta nella P= Vc*t (VT) = Volt aimplere [V*A)]

Aite la potina e poporale avarure levave A(t): f'(v(z)dz= f'(v(z).z)dz

Definizione costitutive Bipoli

Fondiamo ora ad utilizzare le proprietà degli elementi costituenti i sistemi elettrici. Il primo elemento di cui ci occupiamo è il resistore.

Esso è un elemento bipolare il cui simbolo è una linea spezzata.

Nello schema precedente abbiamo utilizzato la convenzione dell'utilizzatore.

• la relazione costitutiva è: v(t) = Ri(t), dove R = V/A è la resistenza e si misura in Ohm.

Ricordando la corrente dimension: i(t) = Gv(t), dove G = 1/R e la sua unità di misura è il Siemens [S]

È importante ricordare che la resistività (per un conduttore uniforme) può essere scritta come p = R S/L, dove L = lunghezza, S = sezione.

Nelle realtà poiché p è dipendente della temperatura e le reislone di Ohm non è lineare, per cui il grafico reale:

Un esempio di resistore che non può essere considerato lineare è il diodo, il cui simbolo è rappresentato di seguito ed il cui andamento è:

Percé è progressiva (le polarità si partano) nella commesura dell'attituamento il sistema eroga energia. Quindi il resistore e pone può dissipere energia.

Introduciamo ora il secondo elemento, il condensatore.

Il simbolo del condensatore risolle convenzione dell'attituatore sperimento pressimente, e la relazione costitutiva è un' espressione differenziale.

La capacità; c = Q/V comportament.

Il segno a noi non interessa.

Questo elemento prende anche il nome di forza elettromotrice.

Esso è provvisto da:

Il termine con K coefficienti di accoppiamento.

Ora sono una versione semplificata di:

Andiamo ad idealizzare il trasformatore ideale.

Un trasformatore ideale viene rappresentato.

Elettromotrice alle mutua.

Elettromotrice in conversione dell'efficienza, è quella.

Fatti:

I due punti se non sono presenti, vuol dire che sono.

Allineamenti:

Il parametri fondamentale è il rapporto di trasformazione, che è il rapporto tra il numero di spire presenti nelle due bobine.

Per cui, può essere scritto come:

nv dare p significa lato primario s invece secondario.

A questo punto scriviamo le relazioni costitutive del trasformatore, che sono una per la tensione ed una per la corrente:

Per cui il trasformatore, come si capisce, è un variatore di livelli di tensione e di corrente.

Nella vita reale, nei sistemi elettrici, i trasformatori sono importanti per il funzionamento dei vari apparati elettrici.

Ad esempio, il computer lavora con 5 Volt...

...ma va con delle linee aeree...

quindi bisogna ridurre l'effetto Joule.

Quindi, mi servono per prelevare meno energia possibile dalle centrali agli utenti.

Detto ciò, torniamo analizzando le proprietà:

Primo gode della proprietà di linearità

Essa vale nel senso delle sue relazioni costitutive.

È un elemento intranscurabile, quindi gode della proprietà di permeabilità.

Introduciamo infine la proprietà:

Tensione secondaria, dove:

A potenza scambiata, quindi, è sempre nulla. È un oggetto vietato alla polarità, la polarità che entra, è uguale a quella che esce (nel caso ideale).

La resistenza del generatore reale di tensione diventa in parallelo con quella già presente. Ottieni quindi nuovamente un generatore reale di corrente, che lo trasformo in generatore reale con resistenza in serie pari a R_S

Procediamo con un altro esempio

Uniamo R₃ ed R₄ in quanto resistenze in serie.R_s

Trasformo il generatore di corrente più la resistenza in un generatore reale di tensione. La resistenza si somma con la R_s già presente in serie.

R₃=R₄

I_g=^V_BC⁄_{1/R1 + 1/R3 + 1/R2 + 1/R5}