Appunti di elettrotecnica
Corso di laurea
Ing. Meccanica
Professore
A. Canova
A cura di
Andrea Bertoglio
Contenuti
Teoria + Esercizi + Temi d'esame svolti
Testo per esercizi
Canova, Grosso, Repetto - "Elettrotecnica, esercizi svolti" - Clut editore
Colori utilizzati
- (Verde) Titoli + cose importanti
- (Arancio) Titoli e sottotitoli
- (Giallo) Esempi / casi particolari
- (Azzurro) Esercizi e esercitazioni (contrassegnate con una linea azzurra a lato pagina)
Titoli dei capitoli
In rosso
Elettrotecnica
Componenti
Scambiano energia solo attraverso i loro morsetti (collegamenti fisici). Non trattiamo ad esempio le radiazioni elettromagnetiche con le leggi di Maxwell "depotenziate" → Leggi di Kirchhoff: dipolo (bipolo), tripolo, quadripolo, ... N-polo. Comunica col mondo esterno con N morsetti.
"Tutti i componenti hanno una parte cicciotta e poi i terminali" -cit. Forma dei terminali → non importa, filo (Entro certi limiti: → resistenza dei fili). Terminali come elementi "IDEALI".
Grandezze fisiche
Corrente elettrica
i(t) = limΔt→0 Δq/Δt = dq/dt [i] = A (Ampere) A = 1 Coulomb/1 secondo. Cariche che passano attraverso una certa superficie dal conduttore in un certo intervallo di tempo. Il verso si rappresenta sul disegno.
Controsenso se la corrente entra dal morsetto segnato, la misura è positiva (lui misura in questo modo anche il verso della corrente).
"La corrente ha un suo segno, poi se entro dal morsetto segnato, mantieni il segno; altrimenti l'amperometro segna il segno opposto" (±) (=).
Potenziale elettrico
Lavoro svolto per spostare una carica elettrica unitaria dall'infinito al finito (ovvero vincere la repulsione/attrazione con un lavoro meccanico).
Differenza di potenziale
VAB = VA - VB
VBA = VB - VA
VAB = -VBA
Volt (modulo, direzione e verso). Si misura con il voltmetro (sempre uno strumento con due morsetti, di cui uno è contrassegnato).
Potenza elettrica
(Watt) p = V · i
Convenzione degli utilizzatori discordi: la potenza è coincidente. Convenzione dei generatori concordi: la potenza è discordante.
Nota: Io mi siedo sul morsetto e guardo verso l'esterno del circuito per capire i versi dei vettori. Non so a priori se il mio dipolo sia utilizzatore o generatore. Sono solo convenzioni, però capita che più di fisico, o cambi fatti, e trovo l'opposto (magari utilizzo la convenzione degli utilizzatori e poi scopro che il mio dipolo è un generatore). Si utilizza il wattmetro che ha due morsetti voltmetrici e due morsetti amperometrici.
Grandezze derivate
Definizione circuito elettrico
(o anche rete/impianto) sistema. Insieme di bipoli collegati tra loro che interagiscono.
Nodo
Punto di connessione fra bipoli. Qua ci sono 6 nodi (A B C D E F).
Lato
Parte di circuito compresa fra due nodi. Sicuramente un bipolo sarà sempre un lato, ma anche quello in verde, è compreso fra E e C.
Rappresentazione a grafo
Si "dimenticano" i bipoli. Mette in evidenza solo i collegamenti.
Definizione maglia
- Tutti i lati della maglia sono connessi;
- Tutti i nodi della maglia connettono 2 e solo 2 lati.
Esempio 3, 4, 5 riesco a raggiungerli tutti senza cadere nel vuoto quindi soddisfo il 1). Ogni nodo collega 2 lati, soddisfa il 2). È una maglia.
Esempio 3,4,5,2 soddisfa l'1). Non soddisfa il 2) perché nel nodo B convergono 3 lati: 3,4,2 nel nodo A converge 1 lato. Non è una maglia (anche se contiene una maglia all'interno).
Tutte le maglie del circuito di primo (LOOP = MAGLIA in inglese): 4,5,6 esterni; 1,3,2 interni; 3,4,5; 2,4,6 “finestre”.
Definizione insieme di taglio
Insieme di lati che soddisfa:
- Se rimuoviamo tutti i lati, dell'IT si ottengono 2 grafi separati;
- Se rimuoviamo tutti i lati, dell'IT tranne uno qualsiasi, si ottiene un solo grafo.
Prendiamo il 5,4,2,6, è un IT?
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