INDICE
Prefazione
XIII
Autori
XV
Ringraziamenti dell’Editore
Guida alla lettura
2.7
2.8
Modelli dei generatori reali
Trasformazioni stella-triangoloy
2.8.1
Trasformazione da triangolo a stella
2.8.2
Trasformazione da stella a triangolo
Applicazioni
2.9.1
Sistemi di illuminazione
2.9.2
Progetto di strumenti di misura
per grandezze stazionarie
Caso pratico: Alimentazione di
dispositivi elettrici
Sommario
42
44
45
46
50
50
3
Elementi circuitali biporta
59
3.1
3.2
3.3
Introduzione
Rappresentazione implicita dei biporta
Rappresentazione esplicita dei biporta
3.3.1
Parametri resistenza
3.3.2
Parametri conduttanza
3.3.3
Parametri ibridi
3.3.4
Parametri di trasmissione
3.3.5
Relazioni tra i parametriy
Interconnessione di biporta
Sommario
59
60
61
61
64
67
71
74
76
81
4
Teoremi delle reti
83
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Introduzione
Linearità
Sovrapposizione
Teorema di Millman
Teorema di Thevenin
Teorema di Norton
Dimostrazione dei teoremi di
Thevenin e di Nortony
Massimo trasferimento di potenza
Verifica dei teoremi delle reti con PSpice
Applicazioniy
4.10.1 Misura delle resistenze
Caso pratico: Attenuatore passivo
Sommario
83
83
85
89
91
96
XVII
XVIII
2.9
PARTE I
CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO
1
Concetti e leggi fondamentali
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
Introduzione
Sistemi di unità di misura
Carica e corrente
Tensione
Potenza ed energia
Leggi fondamentali dei circuiti elettrici
Nodi, rami e maglie
Leggi di Kirchhoff
Matrice di incidenza e
Teorema di Tellegen
1.9.1
Il teorema di Tellegen
Sommario
2
Elementi circuitali semplici:
bipoli adinamici
2.1
2.2
2.3
2.4
Introduzione
Elementi attivi: i generatori
Legge di Ohm: i resistori
Collegamenti serie e parallelo
di elementi semplici
2.4.1
Resistori in serie e partitore di
tensione
2.4.2
Resistori in parallelo e partitore di
corrente
Collegamenti tra generatori indipendenti
2.5.1
Serie di generatori di tensione
2.5.2
Parallelo di generatori di corrente
2.5.3
Parallelo di un generatore di
tensione con altri bipoli
2.5.4
Serie di un generatore di
corrente con altri bipoli
2.5.5
Collegamenti degeneri
I bipoli di Thevenin e Norton
2.5
2.6
1
1
2
2
5
6
9
9
11
13
14
15
17
17
17
20
28
28
29
36
36
37
37
38
38
39
3.4
4.8
4.9
4.10
51
55
57
99
101
104
107
107
109
111
5
Metodi di analisi
113
5.1
5.2
5.3
Introduzione
Analisi nodale
Analisi nodale modificata
113
113
119
X Indice
5.4
8.7
Analisi nodale in presenza di generatori
di tensione (Metodo alternativo)
Analisi agli anelli
Analisi agli anelli modificata
Analisi agli anelli in presenza di generatori
di corrente (Metodo alternativo)
Scrittura diretta delle equazioni
dell’analisi nodale e dell’analisi agli anelliy
Confronto fra analisi nodale
e analisi agli anelli
Metodo delle maglie fondamentali
Analisi dei circuiti con PSpice
Circuiti non lineari in regime stazionario
5.12.1 Il diodo
Caso pratico: Ponte di Wheatstone
Sommario
137
138
140
142
143
145
147
6
Amplificatori operazionali
149
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
Introduzione
Amplificatori operazionali
Amplificatore operazionale ideale
Amplificatore invertente
Amplificatore non invertente
Amplificatore sommatore
Amplificatore differenziale
Collegamento in cascata di circuiti con
operazionali
Analisi dei circuiti con operazionali
in PSpice
Applicazioniy
6.10.1 Convertitore digitale-analogico
6.10.2 Amplificatori per strumentazione
Caso pratico: Calcolatore analogico
Sommario
149
149
153
155
157
159
160
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
6.9
6.10
Casi particolari
8.7.1
Casi degeneri
8.7.2
Casi con soluzioni non
esponenziali
Circuiti del primo ordine
con amplificatori operazionaliy
Soluzioni di regime con interruttori
periodici
Analisi in transitorio con PSpice
Applicazioniy
8.11.1 Circuiti di ritardo
8.11.2 Flash fotografico
8.11.3 Circuito di accensione per
autoveicolo
Sommario
231
231
9
Circuiti del secondo ordine
249
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
Introduzione
Calcolo di condizioni iniziali e finali
Circuito RLC serie autonomo
Circuito RLC parallelo autonomo
Risposta al gradino di un circuito
RLC serie
Risposta al gradino di un circuito
RLC parallelo
Circuiti del secondo ordine nel caso
generale
Circuiti del secondo ordine
con operazionali
Rappresentazione nello spazio di stato
dei circuiti del secondo ordine
9.9.1
Stabilità del circuito
9.9.2
Spazio di stato e traiettorie
Analisi di circuiti RLC con PSpice
Dualitày
Applicazioniy
9.12.1 Sistema di accensione per auto
9.12.2 Circuito di smoothing
Sommario
249
250
254
259
122
126
130
8.8
132
8.9
134
8.10
8.11
9.6
9.7
164
9.8
166
168
168
169
171
173
PARTE II
CIRCUITI NEL DOMINIO DEL TEMPO
7
Condensatori e induttori
175
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
Introduzione
Condensatori
Condensatori in serie e in parallelo
Induttori
Induttori in serie e in parallelo
Applicazioniy
7.6.1
Integratore
7.6.2
Derivatore
7.6.3
Calcolatore analogico
Sommario
175
175
182
185
189
193
193
195
196
200
8
Circuiti del primo ordine
201
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
Introduzione
Circuito RC autonomo
Circuito RL autonomo
Funzioni singolari elementari
Risposta al gradino di un circuito RC
Risposta al gradino di un circuito RL
201
201
207
212
220
226
9.9
9.10
9.11
9.12
232
232
236
239
242
243
244
245
247
265
269
271
276
278
279
280
283
286
289
289
291
293
PARTE III
CIRCUITI IN REGIME SINUSOIDALE
10
Sinusoidi e fasori
295
10.1
10.2
10.3
10.4
Introduzione
Sinusoidi
Fasori
Relazioni tra fasori per gli
elementi circuitali
Impedenza e ammettenza
Leggi di Kirchhoff nel dominio della
frequenzay
Composizione di impedenze
Applicazioniy
10.8.1 Circuiti di sfasamento
10.8.2 Ponti ‘‘in alternata’’
Sommario
295
296
300
10.5
10.6
10.7
10.8
307
309
312
312
317
318
320
324
Indice
11
Analisi in regime sinusoidale
325
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
Introduzione
Principio di sovrapposizione
Trasformazione di generatori
Circuiti equivalenti di Thevenin e Norton
Teorema di Millmann
Analisi nodale
Analisi agli anelli e alle maglie
fondamentali
Circuiti AC con amplificatori operazionali
Analisi AC con PSpice
Applicazioniy
11.10.1 Moltiplicatore di capacità
11.10.2 Oscillatori
Sommario
325
325
328
330
333
334
336
340
342
345
345
346
349
12
Potenza in regime sinusoidale
351
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
12.6
Introduzione
Potenza istantanea e potenza media
Valori efficaci
Potenza apparente e fattore di potenza
Potenza complessa
Conservazione della potenzay
12.6.1 Teorema di Boucherot
Rifasamento
Teorema sul massimo trasferimento di
potenza media
Applicazioniy
12.9.1 Misura delle potenze
12.9.2 Costo dei consumi di elettricità
Caso pratico: Condensatore di
accoppiamento
Sommario
351
351
356
359
361
365
366
369
13
Circuiti trifase
383
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
Introduzione
Tensioni trifase bilanciate
Configurazione stella-stella bilanciata
Configurazione stella-triangolo bilanciata
Configurazione triangolo-triangolo
bilanciata
Configurazione triangolo-stella bilanciata
Potenza in un sistema trifase bilanciato
Sistemi trifase sbilanciatiy
PSpice per i circuiti trifase
Applicazioniy
13.10.1 Misure di potenza trifase
13.10.2 Cablaggio degli impianti
domestici
Sommario
383
384
387
391
11.8
11.9
11.10
12.7
12.8
12.9
13.6
13.7
13.8
13.9
13.10
14
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
14.6
14.7
14.8
14.9
14.10
Circuiti con accoppiamento
magnetico
Introduzione
Auto e mutua induttanza
Energia in un circuito con
accoppiamento
Trasformatori lineari
Trasformatori ideali
Autotrasformatori ideali
Trasformatori trifasey
Analisi con PSpice di circuiti
magneticamente accoppiati
Circuiti magnetici
Applicazioniy
14.10.1 Trasformatore come dispositivo
di isolamento
14.10.2 Trasformatore come dispositivo
di adattamento
14.10.3 Distribuzione della potenza
elettrica
Caso pratico: Autotrasformatore
Sommario
XI
419
419
419
426
430
435
441
445
447
452
455
455
457
458
460
462
15
Reti biporta
463
371
374
374
377
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
379
381
15.7
Introduzione
Parametri di impedenza
Parametri di ammettenza
Parametri ibridi
Calcolo dei parametri di biporta con PSpice
Applicazioniy
15.6.1 Circuiti con transistori
15.6.2 Sintesi di reti a scala
I parametri di ‘‘scattering’’
Caso pratico: Progetto di una
rete a scala
Sommario
463
463
466
467
470
472
473
477
480
Numeri complessi
485
Rappresentazioni dei numeri complessi
Operazioni matematiche
Formula di Eulero
Identità notevoli
485
488
490
490
393
395
398
403
406
410
411
415
418
A
A.1
A.2
A.3
A.4
B
La simulazione circuitale
e PSpice
Bibliografia
Indice analitico
Eserciziario
481
483
493
495
497
E1
XII
Indice
All’indirizzo www.ateneonline.it/n/alexander5e sono disponibili i seguenti capitoli aggiuntivi,
utilizzabili anche come materiale integrativo per la realizzazione di progetti Create (vedi
sotto).
16
16.1
16.2
y16.3
16.4
16.5
16.6
16.7
16.8
y16.9
16.10
16.11
y16.12
17
17.1
17.2
17.3
17.4
17.5
y17.6
Risposta in frequenza
Introduzione
Funzione di trasferimento
La scala dei decibel
Diagrammi di Bode
Risonanza serie
Risonanza parallelo
Filtri passivi
Filtri attivi
Scaling
Risposta in frequenza con PSpice
Calcolo usando MATLAB
Applicazioni
Trasformata di Laplace
Introduzione
Definizione di trasformata di Laplace
Proprietà della trasformata di Laplace
Antitrasformata di Laplace
Integrale di convoluzione
Applicazione alle equazioni
integrodifferenziali
18
Applicazioni della trasformata
di Laplace
18.1
18.2
Introduzione
Modelli di elementi circuitali
18.3
18.4
18.5
y18.6
18.7
19
19.1
19.2
19.3
19.4
19.5
19.6
19.7
y19.8
20
20.1
20.2
20.3
20.4
20.5
20.6
y20.7
Analisi dei circuiti
Funzioni di trasferimento
Variabili di stato
Applicazioni
Calcolo di funzioni di trasferimento
con MATLAB
Serie di Fourier
Introduzione
Serie di Fourier in forma
trigonometrica
Simmetria
Applicazione ai circuiti
Potenza media e valori RMS
Serie di Fourier in forma esponenziale
Analisi di Fourier con PSpice
Applicazioni
Trasformata di Fourier
Introduzione
Definizione di trasformata di Fourier
Proprietà della trasformata di Fourier
Applicazione ai circuiti
Teorema di Parseval
Confronto fra le trasformate di Fourier
e di Laplace
Applicazioni
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o digitale. Il docente ha la possibilità di selezionare i soli capitoli del volume che vengono trattati a lezione oppure aggiungere
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