Impianti elettrici per l'edilizia

Richiami di elettrotecnica

Intensità di corrente i → carica elettrica che nell'unità di tempo fluisce all'interno della sezione del conduttore.

i = dq/dt [A] = [C/s]

Si parla di corrente stazionaria quando la corrente contenuta nell'unità di volume non varia nel tempo. Cioè il flusso entrante è uguale a quello uscente.

Affinché si generi una corrente elettrica in un conduttore è necessario un campo elettrico ovvero che esista una differenza di potenziale = tensione elettrica [V] = [J/C].

Definita come la forza elettrica agente sulla carica unitaria positiva [V/m].

La tensione è la differenza di potenziale tra due punti.

È il lavoro che il campo elettrico deve compiere per trasportare l'unità di carica positiva da A a B.

V = √3 V_B V = 1 V kV BT1kV

Legge di Ohm e resistenza

Legge di Ohm definisce il rapporto tra intensità di corrente e tensione che risultano proporzionali.

J = R · i → coefficiente di proporzionalità [Ω]

Per un conduttore cilindrico R = ρ l/s resistenza.

La resistività è la resistenza specifica di un materiale e varia con la temperatura.

Nei conduttori metallici ρ ≈ 10^-7 - 10^-8 Ω m (rame, alluminio)

Negli isolanti ρ ≈ 10⁸ - 10¹⁶ Ω m

Potenza ed energia

Potenza → lavoro necessario per spostare una carica.

Esempio impianto domestico: V = 230 W I = ρ/V = 3000/230 ≈ 13 Ampere

p = dl/dt = V_AB I [W] con dl = V_AB dq

Legge di Joule

p = V I = R I² [W]

Energia

E = ∫_T p dt [J]

Richiami di elettrotecnica

Intensità di corrente → carica elettrica che nell'unità di tempo fluisce all'interno della sezione del conduttore.

i = ^dQ/_dt [A] = [^C/_S]

Si parla di corrente stazionaria quando la corrente contenuta nell'unità di volume non varia nel tempo. Cioè il flusso entrante è uguale a quello uscente.

Campo elettrico ovvero che esista una differenza di potenziale = tensione elettrica [V] = [^J/_C]

Definita come la forza elettrica agente sulla carica unitaria positiva [V/m].

La tensione è la differenza di potenziale fra due punti.

V = ^{J_A - J_B}

1V = 1 kV BT1kV 30 V 450 V

Legge di Ohm definisce il rapporto tra intensità di corrente e tensione che risultano proporzionali.

J = R · I

Per un conduttore cilindrico R = ^l/_S [_Ω]

Resistenza

La resistività è la resistenza specifica di un materiale e varia con la temperatura.

Nei conduttori metallici ρ ≈ 10⁻⁷ ÷ 10⁻⁸ Ω m (rame - alluminio)

Negli isolanti ρ ≈ 10⁶ ÷ 10¹⁰ Ω m

Potenza → lavoro necessario per spostare una carica.

Esempio impianto domestico V = 230 V I = ^ρ/_V = ³⁰⁰⁰/₂₃₀ ≈ 13 Ampere

Legge di Joule

P = ^dL/_dt = ^{V_AB I} [W] con dL = V_AB dq

P = VI = RI² [W]

Energia E = ∫P dt [J]

Carico elettrico, generatore e linee

Carico elettrico: è un componente che assorbe corrente per funzionare.

Legge di Ohm V=RI

Legge di Joule P=VI = RI² potenza assorbita da una resistenza.

Generatore elettrico: componente che genera corrente elettrica.

E: tensione a cui si trova il generatore.

Linee: sono anch'esse delle resistenze.

Principi di Kirchhoff

Principi di Kirchhoff: riguardano nodi, lati e maglie.

• In regime stazionario in un nodo in cui convergono più correnti, la somma delle correnti entranti eguaglia quella delle correnti uscenti _i=1Σⁿ I_i = 0. n: numero lati.
• Si consideri una maglia (percorso chiuso), scelto un verso di percorrenza, applicando ad ogni lato la legge di Ohm la somma delle tensioni è 0 _i=1Σⁿ V_i = 0.

Resistenze in serie

Resistenze in serie sono percorse dalla stessa corrente i e la tensione è variabile.

V_n-1 - V_n = ΣR_ij i

Quindi più resistenze in serie si comportano come una resistenza equivalente pari alla somma delle resistenze.

R_eq = ΣR_ij

La resistenza eq. è superiore alla maggiore di esse.

V_eq = I R_eq

Resistenze in parallelo

Resistenze in parallelo percorse da corrente diversa ma stessa tensione Vi_n = ^V/_Rn