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APPUNTI DI ELETTROTECNICA
CORSO DI LAUREA ING. MECCANICA
PROF A. CANOVA
A CURA DI ANDREA BERTOGLIO
TEORIA + ESERCIZI + TEMI D'ESAME SVOLTI
testo per esercizi :
CANOVA, GROSSO, REPETTO - "ELETTROTECNICA, ESERCIZI SVOLTI" - CLUT editore
I COLORI UTILIZZATI:
- (VERDE) TITOLI + COSE IMPORTANTI
- (ARANCIO) TITOLI e SOTTOTITOLI
- (GIALLO) ESEMPI e CASI PARTICOLARI
- (AZZURRO) ESERCIZI e ESERCITAZIONI (contrassegnate con una linea azzurra a lato pagina)
TITOLI DEI CAPITOLI IN ROSSO
Ogni nodo collega 2 lati, soddisfa il 2) (✔)
È una maglia
Esempio: 3,4,5,2
Soddisfa l’ 1) (✔) (posso anche percorrere più volte la stessa strada)
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)
esterno: 4,5,6
interno: 1,3,4,6
interno: 4,5,4,2
interne: 1,4,2,6
finestra: 3,4,5
DEF 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?
- Li rimuovo tutti Ho ottenuto 2 grafi separati (✔)
Generatore ideale di corrente
(ig ≥ 0)
ig corrente impressa (caratteristica del dipolo)
poi possiamo scegliere dove mettere la corrente i
- se concorda a ig: i = ig ∀v
- se discorda ig: i = -ig ∀v
Caratteristica esterna
- i = ig
- ±∞
- p → ∞
Potenza
Conv. generatori → potenza erogata
p = v・i = v・ig {ig ≥ 0
v ≷ ∀
non la conosco finché non risolvo il circuito
⇒ P ≷ 0
Conv. utilizzatori → potenza assorbita
p = v・i = v・(-ig) { -ig ≤ 0
v ≷ 0
non lo so finché non risolvo il circuito
⇒ P ≷ 0
Per i generatori devo sempre prima risolvere il circuito
Corto circuito (caso particolare)
EQ. cost
v = 0 V
può essere visto come resistenza con R = 0
o anche un generatore con ε = 0
Serie e Parallelo
Serie di Bipoli
Due bipoli sono in serie se condividono uno e un solo morsetto.
... grandezze elettriche equivalenti ... le grandezze ...
Applichiamo KKC ai nodi
- i = i1 = i2 = in
Applichiamo LKV alla maglia generale detta verde
V - V1 + V2 ... - Vn = 0
→ V = V1 + V2 + ... + Vn
...applichiamo ai vari morsetti queste 2 proprietà
Obiettivo: Trovare il Bipolo Equivalente
Serie di Resistori
- 1a prop. i = i1 = i2 = i3
- 2a prop. V = V4 + V2 + V3 = R4i4 + R2i2 + R3i3 = (R4 + R2 + R3)i = Reqi
Così facendo perdiamo le informazioni sulle tensioni interne (quelle che abbiamo sostituito)
resistenza equivalente = ∑k=1n Rk
Formula del Partitore di Tensione
- vj = Rji = Rj V/∑ Rk = V Rj/∑k=1n Rk
Vediamo alcuni casi particolari
iA = iB
i2 = i3
i3 = i3
i = i1 + i2 + i3 = igA - i3 + ig3
i = igA + ∑k=1N igk
GENERATORE REALE DI TENSIONE
convenz. generatore
resistenza INTERNA
VR = Ri
ε - VR = Ri
V = ε
LKT alla maglia
V + VR - Vε = 0
V = - VR + Vε = ε - Ri
caduta di tensione interna che riduce V
i = 0 → V = ε
v = 0 → i = ε/R
corrente di cortocircuito
generatore ideale finchè non gli chiediamo nulla.
appena gli chiediamo potenza, inizia dissipare un po'
GENERATORE REALE DI CORRENTE
i = V/R
(resist. intern.)
LKC
ig = i - V/R = 0
i = ig
derivazione di corrente interna
v = 0 (cortocircuito) ⇒ i = ig (R scompare)
circ. aperto
i passa tutto attorno R
v = R ⋅ ig
METODO DELLA SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI
Dato un circuito costituito da N generatori (di tensione o di corrente), la corrente/tensione di un bipolo qualsiasi è data dalla somma algebrica delle correnti/tensioni dovute ai singoli generatori.
Facciamo girare un singolo generatore alla volta, disattivando tutti gli altri.
DISATTIVARE GENERATORI
- Cortocircuito: annullo la tensione
- Circuito aperto: annullo la corrente
Divento la risoluzione di N circuiti a un solo generatore.
ESEMPIO
Calcolare i2 e i4 con quei versi specificati.
Disattivo il generatore di corrente.
- ix(e) = 0
- i2(e) = e / (R4 + R2 + R3)
- i4(e) = 0 (ins. di top. e LKC)
Ora riattivo is e disattivo il generatore di tensione.
In direzione opposta rispetto alla traccia
- ix(i) = (-is)
- i2(i) = (-is) (R4 + R3) / (R1 + R2 + R3) (partitore di corrente)
Ora sovrapponiamo gli effetti.
- i2 = i2(e) + i2(i)
- i4 = i4(e) + i4(i) = 0 -is = -is
id3 = -(ed3) - (e21) + (is3)
is3 = -id3 - i3 + i4
ic4 = id3 + is3
Occhio quando calcoli potenze
p = Ric
primo li Σ e poi p
ES 3 (casa)
t4 e t2 aperti
RAB = R4 || (R2 + R3 || R4) + R5 = 15,41 Ω
t4 chiuso, t2 aperto
RAB = R4 || R2 + R5 = 12,95 Ω
t2 chiuso, t1 aperto
RAB = (R3 || R4 || R5 + R4) || R2 = 5,99 Ω
t4 e t2 chiusi
RAB = R4 || R2 = 4,95 Ω
2a CASO PARTICOLARE
- non va messo perchè:
- dice il nodo A: entro ig (iZ e R non ha effetto)
LKT
vis = Rig + RCig
vis = Rig + Rc ig
"teorema della distribuzione dei redditi Re = la tassa che devi pagare, e in più hai la R che è come un figlio che succhio soldi ma dell’esterno non viene considerato"
CASO "SEMBRA MILLMAN MA NON LO È"
Amrico Norton
Ora posso usare Millman
ALTRO CASO SIMILE
Sposto R2 in serie con R4 (posso farlo)