Indice PREFAZIONE CAPITOLO 1. Introduzione 1.1. Corrente 1.2. Tensione 1.3. Ipotesi nella definizione di circuito 1.4. Leggi di Kirchhoff vii 1 1 3 5 7 1.5. Potenza 1.6. Conservazione della potenza 11 15 1.7. Esercizi 19 CAPITOLO 2. Circuiti resistivi 2.1. Resistore 2.2. Corto circuito e circuito aperto 23 24 26 2.3. Generatori indipendenti 27 2.4. Circuiti ad una maglia - Partitore di tensione 28 2.5. Circuiti con due nodi – Partitore di corrente 2.6. Combinazioni di resistori 2.7. Resistenza equivalente 31 34 40 2.8. Combinazioni di generatori indipendenti 44 2.9. Generatori controllati 2.10. Principio di sostituzione 47 51 2.11. Trasformazione di generatori indipendenti 55 2.12. Trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella 57 2.13. Applicazioni 59 2.14. Esercizi 63 CAPITOLO 3. Analisi nodale 3.1. Circuiti con generatori indipendenti di corrente 73 73 3.2. Circuiti con generatori indipendenti di tensione 78 3.3. Circuiti con generatori controllati 84 3.4. Soluzione di equazioni con MATLAB 85 3.5. Analisi dei circuiti con PSpice 3.6. Esercizi 87 95 CAPITOLO 4. Circuiti con amplificatori operazionali 101 4.1. Amplificatore operazionale 101 4.2. Amplificatore operazionale ideale 104 iv 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. Indice Analisi nodale di circuiti con amplificatori operazionali ideali Circuiti con amplificatori operazionali in cascata Applicazioni Amplificatori operazionali e PSpice Analisi con PSpice in presenza di generatori tempo-varianti Esercizi c 8808-0-7647-4 106 114 118 121 122 126 CAPITOLO 5. Linearità e sovrapposizione 5.1. Linearità 5.2. Sovrapposizione 5.3. Teoremi di Thevenin e Norton 5.4. Metodi per determinare la resistenza equivalente 5.5. Generatori reali 5.6. Applicazioni 5.7. Ricavare il circuito equivalente con PSpice 5.8. Esercizi 133 133 136 142 151 155 160 164 165 CAPITOLO 6. Condensatore e induttore 6.1. Condensatore 6.2. Induttore 6.3. Combinazioni in serie e in parallelo di condensatori e induttori 6.4. Applicazioni 6.5. Esercizi 177 177 186 191 196 199 CAPITOLO 7. Circuiti del primo ordine 7.1. Circuiti RC ed RL in evoluzione libera 7.2. Circuiti RC ed RL con un generatore costante 7.3. Circuiti del primo ordine autonomi 7.4. Stabilità, risposta transitoria e risposta permanente 7.5. Circuiti del primo ordine con ingressi costanti a tratti 7.6. Integratore rivisitato 7.7. Applicazioni 7.8. Analisi del transitorio con PSpice 7.9. Esercizi 205 205 210 213 223 226 231 233 235 241 CAPITOLO 8. Circuiti del secondo ordine 8.1. Circuiti RLC in evoluzione libera 8.2. Circuiti RLC con un generatore costante 8.3. Circuiti del secondo ordine di tipo generale 8.4. Ordine di un circuito 8.5. Equazioni di stato 8.6. Soluzione numerica delle equazioni di stato 8.7. Applicazioni 8.8. Analisi del transitorio con PSpice: seconda parte 8.9. Esercizi 249 250 258 261 267 269 277 283 287 289 CAPITOLO 9. Analisi in regime sinusoidale 9.1. Numeri complessi 9.2. Sinusoidi e fasori 9.3. Risposta ad un ingresso sinusoidale 295 296 302 307 c 8808-0-7647-4 Indice v 9.4. Legge di Ohm simbolica 309 9.5. Il metodo dei fasori 9.6. Analisi nel dominio dei fasori 9.7. Rappresentazione esterna di bipoli 313 316 324 9.8. Sovrapposizione di regimi sinusoidali 330 9.9. Applicazioni 335 9.10. Analisi in regime sinusoidale con MATLAB 338 9.11. Analisi AC con PSpice 9.12. Esercizi 341 344 CAPITOLO 10. Potenza in regime sinusoidale 353 10.1. Potenza istantanea e potenza media 354 10.2. Valore efficace 10.3. Potenza complessa 359 361 10.4. Conservazione della potenza complessa 367 10.5. Bipoli passivi 370 10.6. Rifasamento 10.7. Massimo trasferimento di potenza 373 376 10.8. Sovrapposizione della potenza 382 10.9. Applicazioni 10.10. Esercizi 387 391 CAPITOLO 11. Circuiti trifase 11.1. Generatori di tensione alternata 11.2. Circuiti trifase 11.3. Circuiti trifase con carico equilibrato 397 397 401 402 11.4. Potenza assorbita da un carico equilibrato 409 11.5. Circuiti trifase con carico squilibrato 413 11.6. Circuiti trifase con neutro 11.7. Rifasamento di un carico trifase 11.8. Applicazioni 416 417 419 11.9. Analisi di circuiti trifase con PSpice 11.10. Esercizi 421 423 CAPITOLO 12. Circuiti con accoppiamento magnetico 12.1. 12.2. 12.3. 12.4. Trasformatore ideale Analisi di circuiti con trasformatori ideali Autotrasformatore ideale Induttori accoppiati 427 427 432 438 440 12.5. Analisi di circuiti con induttori accoppiati 445 12.6. Circuito equivalente del trasformatore reale 450 12.7. Applicazioni 454 12.8. Analisi con PSpice di circuiti con accoppiamento magnetico 12.9. Esercizi 459 463 CAPITOLO 13. Risposta in frequenza 469 13.1. Funzioni di rete 13.2. Risposta in frequenza 469 473 13.3. Proprietà filtranti dei circuiti 479 vi Indice 13.4. Circuiti risonanti 13.5. Cambiamento di scala 13.6. Risposta ad un ingresso periodico 13.7. Applicazioni 13.8. Risposta in frequenza con MATLAB 13.9. Risposta in frequenza con PSpice 13.10. Esercizi c 8808-0-7647-4 487 500 505 509 513 514 518 CAPITOLO 14. Trasformata di Laplace - I 14.1. Trasformata di Laplace 14.2. Proprietà della trasformata di Laplace 14.3. Antitrasformazione 14.4. Applicazione ai circuiti 14.5. Violazione della continuità 14.6. Antitrasformazione di funzioni razionali improprie 14.7. Sviluppo in frazioni parziali con MATLAB 14.8. Esercizi 525 526 528 535 543 558 561 565 567 CAPITOLO 15. Trasformata di Laplace - II 15.1. Sovrapposizione nel dominio s 15.2. Frequenze naturali 15.3. Stabilità 15.4. Funzioni di rete 15.5. Linearità e invarianza alla traslazione 15.6. Esistenza del regime sinusoidale 15.7. Le “risposte” di un circuito lineare 15.8. Poli, zeri, risposta in frequenza, risposta transitoria 15.9. Progetto di filtri 15.10. Esercizi 573 573 575 585 588 596 598 601 607 615 631 CAPITOLO 16. Reti due-porte 16.1. Bipoli, quadripoli, reti due-porte 16.2. Rappresentazione di reti due-porte 16.3. Modelli circuitali 16.4. Reti due-porte con terminazioni 16.5. Analisi di circuiti con reti due-porte 16.6. Reciprocità 16.7. Simmetria 16.8. Reti due-porte interconnesse 16.9. Applicazioni 16.10. Esercizi 637 637 640 654 659 665 668 674 681 691 695 BIBLIOGRAFIA 701 SIMBOLI E ABBREVIAZIONI 703 INDICE ANALITICO 705 INDICE ANALITICO PER PSPICE 711