Giorgio Porcu
Appunti di
ELETTRONICA E
TELECOMUNICAZIONI
ITI Informatica
Classe QUARTA
C1 Revisione: 30/01/2011
Appunti di ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI
ITI Informatica - Classe QUARTA
1. RETI ELETTRICHE
COMPONENTI ELETTRICI DI BASE
Dispositivi che implementano alcune proprietà fisiche che consentono di controllare il
flusso dell’energia elettrica. Sono
S
analizzabili da un punto di vista ideale o reale e utilizzati
per realizzare circuiti e dispositivi elettrici/elettronici.
Si distinguono in:
• Componenti passivi:: consumano ma non producono energia
• Componenti attivi:: producono energia sfruttando una sorgente
sorgente di alimentazione
RESISTORE R
Componente passivo che realizza una resistenza elettrica.
MODELLO MATEMATICO:
v(t) = R ⋅ i(t) (I LEGGE DI OHM)
INDUTTORE L
Componente passivo che realizza un’induzione
un’
elettromagnetica.
MODELLO MATEMATICO
CO:
v(t) = L ⋅ iI (t)
CONDENSATORE C
Componente passivo che realizza una capacità elettrica.
MODELLO MATEMATICO:
i(t) = C ⋅ vI (t)
GENERATORE DI CORRENTE CONTINUA
Componente attivo che fornisce una corrente elettrica.
+
MODELLO MATEMATICO:
i(t) = iO (t)
–
GENERATORE DI TENSIONE CONTINUA
Componente attivo che fornisce una tensione elettrica.
+
MODELLO MATEMATICO:
v(t) = vO (t)
–
4 ITI ELETEL
4 ITI INF
1.1
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CIRCUITO ELETTRICO
Connessione tra una sorgente elettrica (generatore) e le estremità di un conduttore.
Determina un flusso di corrente elettrica I a ciclo chiuso che circola dal polo a potenziale
maggiore (+) verso quello a potenziale minore (−).
CIRCUITO ELEMENTARE
Circuito contenente una resistenza R (carico) al passaggio della corrente.
E’ il circuito più semplice tra quelli realizzabili.
CORTOCIRCUITO
Circuito privo di resistenza al passaggio della corrente (R = 0).
Per ragioni fisiche è situazione da evitare nel reale perché danneggia il generatore.
CIRCUITO APERTO
Circuito in cui non fluisce corrente (I = 0).
I
+
–
CIRCUITO
CIRCUITO ELEMENTARE
CORTOCIRCUITO
CIRCUITO APERTO
RETE ELETTRICA
Connessione di componenti elettrici (attivi o passivi) su circuiti.
E’ costituita da:
• Un filo conduttore
• Una o più sorgenti elettriche
• Un insieme di componenti elettrici
NODO
Punto di una rete in cui convergono due o più correnti.
RAMO
Lato di una rete compreso tra due nodi consecutivi.
MAGLIA
Parte di una rete che realizza una struttura chiusa. E’ costituita da due o più rami.
IMPORTANTE!
NELLA PRATICA
I TERMINI
CIRCUITO ELETTRICO
E
RETE ELETTRICA
SONO USATI COME SINONIMI,
SEBBENE IL SIGNIFICATO LETTERALE SIA DIVERSO:
• UN CIRCUITO È COSTITUITO DA UN SOLO GENERATORE E UN SOLO CICLO DI CORRENTE
• UNA RETE PUÒ AVERE PIÙ GENERATORI E PIÙ CICLI E CONTIENE SEMPRE COMPONENTI ELETTRICI
4 ITI ELETEL
4 ITI INF
1.2
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ESEMPI DI CIRCUITI E RETI ELETTRICHE
ESEMPIO 1 > CIRCUITO
Sono presenti:
1 Generatore di tensione: V1
2 Resistenze: Ri, Rc
ESEMPIO 2 > RETE
Sono presenti:
3 Generatori di tensione: V1, V2, V3
9 Resistenze: R1, …, R9
3 Nodi: A, D, E (B e C non sono nodi)
5 Rami: 2 tra A ed E, 1 tra A e D, 2 tra D ed E
CIRCUITO O RETE RLC
Circuito/Rete elettrica contenente solo elementi passivi di tipo R (resistori), L (induttori)
o C (condensatori). E’ la tipologia più diffusa.
ESEMPI DI CIRCUITI E RETI RLC
ESEMPI 1, 2 > Vedi Esempi 1 e 2 del paragrafo precedente
ESEMPIO 3 > CIRCUITO RLC IN PARALLELO
4 ITI ELETEL
4 ITI INF
1.3
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COMPONENTI IN SERIE E PARALLELO
I componenti RLC si utilizzano in due configurazioni fondamentali:
• In serie:: l’output di un componente diviene input per il successivo.
In termini elettrici,, i componenti sono percorsi dalla stessa corrente I.
• In parallelo:: i componenti condividono lo stesso input e lo stesso
stesso output.
In termini elettrici, i componenti sono sottoposti alla stessa tensione V.
COMPONENTE EQUIVALENTE
Componente RLC equivalente all’insieme
al
di singoli componenti in serie o parallelo.
Si calcola con le formule riportate nelle seguenti tabelle:
RESISTORI
REQ = R1 + R2 + ... + Rn
IN SERIE
IN PARALLELO
REQ =
1
1 1
1
+ + ... +
R1 R2
Rn
INDUTTORI
LEQ = L1 + L 2 + ... + Ln
IN SERIE
IN PARALLELO
LEQ =
1
1 1
1
+ + ... +
L1 L 2
Ln
CONDENSATORI
CEQ =
IN SERIE
IN PARALLELO
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4 ITI INF
1
1 1
1
+ + ... +
C1 C 2
Cn
CEQ = C1 + C2 + ... + Cn
1.4
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TEOREMI FONDAMENTALI SULLE RETI ELETTRICHE
I LEGGE DI OHM
Il rapporto tra la tensione V ai capi di un conduttore e l’intensità di corrente I che lo
attraversa è costante e pari alla sua resistenza R.
V
=R
I
[ Forme equivalenti:: V = R ⋅ I ,
V
=I ]
R
II LEGGE DI OHM
La resistenza R in un conduttore è direttamente proporzionale alla lunghezza l,
inversamente proporzionale alla sezione S e dipende dalla resistività ρ.
R =ρ
l
S
EFFETTO JOULE (RELAZIONE P-R)
La potenza P dissipata in calore in una resistenza R è pari a:
P = R ⋅ I2
[ Deriva da:
da P = V ⋅ I ]
I PRINCIPIO DI KIRCHOFF (KCL O DELLE CORRENTI AI NODI)
La somma algebrica delle correnti in un nodo è nulla.
nulla
∑I
=0
i
i1+i2-i3-i4 = 0
II PRINCIPIO DI KIRCHOFF (KVL O DELLE TENSIONI ALLE MAGLIE)
La somma algebrica delle tensioni in una maglia è nulla.
nulla
∑V = 0
i
V1+V2+V3-V4=0
PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE
SOVRAPPO
DEGLI EFFETTI
In una rete lineare l’effetto dovuto a più cause simultanee è pari alla somma degli effetti
dovuti a ciascuna singola causa.
causa
TEOREMA DI THEVENIN
Una rete lineare vista da due terminali equivale a un generatore reale di tensione.
tensione
TEOREMA DI NORTON
Una rete lineare vista da due terminali equivale a un generatore reale di corrente.
corrente
4 ITI ELETEL
4 ITI INF
1.5
