Quaderno da Esame Elettrotecnica

Per la fisica

Per muovere una carica da un punto all'altro occorre spendere energia (e viceversa).

L'energia elettrica si converte e trasmette bene, ma è difficile da accumulare [e].

Intensità di corrente elettrica può essere di conduzione, oppure di spostamento (dielettrica); occorrono cariche in moto

I_media = Δq / Δt → i = dq / dt

La tensione V_AB fra due punti A e B è l'energia necessaria per spostare una carica unitaria da B verso A

v = de / dq, cioè lavoro per unità di carica

La potenza è la variazione istantanea della energia

p = de / dt

Si può fattorizzare come prodotto di un fattore intensivo (movimento in un punto) e di un fattore estensivo (differenza tra due punti)

p = f_i . f_e = i . v

Unità di misura: ΔQ = i Δt → [c] = [A] . [s]

v = p / i → v = W / Δq = W / C

i = ΔQ / Δt

Per la fisica

Per muovere una carica da un punto all'altro occorre spendere energia (e viceversa).

L'energia elettrica si converte e trasmette bene, ma è difficile da accumulare [e]

Intensità di corrente elettrica può essere di conduzione, oppure di spostamento (elettrostatica); occorrono cariche in moto

Imedia = ^Δq/_Δt -> i = ^dq/_dt

La tesione V_AB fra due punti A e B è l'energia necessaria per spostare una carica unitaria da B verso A

v = ^de/_dq, cioè lavoro per unità di carica

La potenza è la variazione istantanea della energia

p = ^de/_dt

Si può fattorizzare come prodotto di un fattore intensivo (movimento in un punto) e di un

fattore estensivo (differenze tra due punti)

p = f_i * f_e = i * v

Unità di misura: ΔQ = i * Δt -> [C] = [A] * [s]

- V = ^p/_i -> V = W/A = Ws/A = J/c

- i = ^Δe/_Δq

I sistemi elettrici si possono osservare da:

• punto di vista globale: circuiti, cioè blocchi che effettuano conversione, trasmissione e utilizzazione di energie o informazioni
• punto di vista locale: campi, cioè fenomeni locali sulle strutture che possono essere in quiete o in moto

Il bipolo è un sistema a due morsetti, visto globalmente, in grado di scambiare potenza elettrica.

Gli strumenti per misurare le grandezze elettriche vanno scelti in base al tipo di circuito con cui si vuole lavorare:

• REGIME STAZIONARIO: amperometro, voltmetro, wattmetro
• REGIME VARIABILE: C.R.O (oscillografo a raggi catodici)

Inoltre si deve aver cura di scegliere uno strumento adatto alle proprie necessità:

• REGIME
• PORTATA
• CLASSE

Regime Stazionario

Le grandezze e relazioni sono algebriche:

v(t)=V   i(t)=I   p(t)=P

Per un bipolo stazionario, data una grandezza d'ingresso corrisponde uno ed un solo valore delle grandezze d'uscita. Si ha quindi un legame univoco tra V e I che può essere espresso tramite una forma analitica (legge di Ohm) o forma grafica (caratteristica elettrica).

I bipoli si possono classificare in:

• PASSIVI, se è lineare e passa per l'origine
• LINEARE, se la caratteristica è retta-linea
• IDEALE, se l'equazione è descritta da solo punto

Un esempio di bipolo lineare passivo è il Resistenza ideale.

R = ^V/_I ⇒ [Ω],   G = ¹/_R   [^S/ _{= ¹/Ω]}

In commercio esistono vari tipi di resistori:

• POLVERE DI CARBONE: basso potere e costo
• FILO METALLICO: buona precisione ma elevato costo
• FILO DI RAME: buona precisione e potenza
• VARIABILE: reostati

Generatore ideale indipendente di V

V = V_t

Generatore ideale indipendente di I

I = -I_c

Generatore reale lineare di V

V = V_t + R I

Generatore reale lineare di I

I = -I_c + G V

Bipolo lineare generico in base I

V = E + R (I - A)

Bipolo lineare generico in base V

I = A + G (V - ε)

Esistono generatori dipendenti da un parametro di un altro bipolo; si parla quindi di doppio bipolo

Circuiti elettrici 1

Un circuito elettrico è un sistema elettrico costituito da una connessione di bipoli (b: polo-lato; connessione = filo ideale). Si possono suddividere in:

• CHIUSI: non hanno connessioni con altri circuiti.
• APERTI: hanno connessioni con altri circuiti.

In un circuito si riconoscono:

• NODO: punto dove si incrociano due o più lati.
• MAGLIA: percorso chiuso a cui appartengono due o più lati.