Appunti di ELETTRONICA

Giorgio Porcu
Appunti di
ELETTRONICA
ITI Elettronica e Telecomunicazioni
Classe QUARTA
C1 Revisione: 30/01/2011
Ap
Appunti
di ELETTRONICA
ITI Elettronica e Telecomunicazioni - Classe QUARTA
1. RETI ELETTRICHE
COMPONENTI ELETTRICI
LETTRIC DI BASE
Dispositivi che
he implementano alcune proprietà fisiche che consentono di controllare il
flusso dell’energia elettrica. Sono 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
gente 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 un cammino chiuso. E’ costituita da più di due rami.
IMPORTANTE!
NELLA PRATICA
CIRCUITO ELETTRICO
SEBBENE IL SIGNIFICATO LETTERALE SIA DIVERSO:
I TERMINI
E
RETE ELETTRICA
SONO USATI COME SINONIMI,
• 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
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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
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COMPONENTI IN SERIEE E PARALLELO
I componenti RLC si utilizzano in due configurazioni fondamentali:
• In serie:: l’output di un componente diviene input per il successivo.
successivo
In termini elettrici,, i componenti sono percorsi dalla stessa corrente I.
• In parallelo:: i componenti condividono
condi
lo stesso input e lo 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
riport
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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1
1 1
1
+ + ... +
C1 C 2
Cn
CEQ = C1 + C2 + ... + Cn
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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
a 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
INCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE
SOVRAPPOS
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
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4 ITI INF
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