Indice dettagliato
annuncio pubblicitario
INDICE Prefazione Autori e curatori Ringraziamenti dell’Editore Guida alla lettura XIII XV XVII XVIII PARTE I CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 y 1.7 y 1.8 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 y 2.8 2.9 Concetti fondamentali Introduzione Sistemi di unità di misura Carica e corrente Tensione Potenza ed energia Elementi circuitali Applicazioni 1.7.1 Il tubo a raggi catodici del televisore 1.7.2 Bollette elettriche Risoluzione di problemi Sommario 1 1 2 2 5 6 9 11 11 12 13 15 17 Introduzione 17 Nodi, rami e maglie 17 Leggi di Kirchhoff 19 Matrice di incidenza e teorema di Tellegen 22 Legge di Ohm 24 Resistori in serie e partitore di tensione 32 Resistori in parallelo e partitore di corrente 33 Trasformazioni stella-triangolo 40 Applicazioni 46 2.9.1 Sistemi di illuminazione 46 2.9.2 Progetto di strumenti di misura per grandezze stazionarie 47 Caso pratico: Alimentazione di dispositivi elettrici 51 Sommario 52 Metodi di analisi 3.1 Introduzione 3.4 3.5 3.6 3.7 y 3.8 Leggi fondamentali 3 3.2 3.3 55 55 3.9 3.10 3.11 3.12 y 3.13 3.14 3.15 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 y 4.7 4.8 4.9 4.10 y 4.11 Analisi nodale Analisi nodale in presenza di generatori di tensione Analisi nodale modificata Analisi agli anelli Analisi agli anelli in presenza di generatori di corrente Analisi agli anelli modificata Scrittura diretta delle equazioni dell’analisi nodale e dell’analisi agli anelli Confronto fra analisi nodale e analisi agli anelli Metodo delle maglie fondamentali Analisi dei circuiti con PSpice Circuiti non lineari in regime stazionario Applicazione: circuiti con transistori in regime stazionario Il diodo Il Mosfet Caso pratico: Ponte di Wheatstone Sommario Teoremi delle reti Introduzione Linearità Sovrapposizione Trasformazione dei generatori Teorema di Thevenin Teorema di Norton Dimostrazione dei teoremi di Thevenin e di Norton Massimo trasferimento di potenza Teorema di Millman Verifica dei teoremi delle reti con PSpice Applicazioni 4.11.1 Modelli dei generatori reali 4.11.2 Misura delle resistenze Caso pratico: Attenuatore passivo Sommario 5 Amplificatori operazionali 5.1 5.2 Introduzione Amplificatori operazionali 55 61 65 67 72 74 75 79 80 81 83 85 90 92 94 96 97 97 97 99 104 106 113 117 118 120 121 124 124 126 129 131 133 133 133 X Indice 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 y 5.10 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 Applicazioni 5.10.1 Convertitore digitale-analogico 5.10.2 Amplificatori per strumentazione Caso pratico: Calcolatore analogico Sommario 137 139 141 143 144 8.6 148 8.9 y 8.10 y 8.11 150 152 152 153 155 157 Condensatori e induttori 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 y 6.6 Introduzione Condensatori Condensatori in serie e in parallelo Induttori Induttori in serie e in parallelo Applicazioni 6.6.1 Integratore 6.6.2 Derivatore 6.6.3 Calcolatore analogico Sommario 7 Circuiti del primo ordine 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 y 7.7 7.8 y 7.9 Introduzione Circuito RC autonomo Circuito RL autonomo Funzioni singolari elementari Risposta al gradino di un circuito RC Risposta al gradino di un circuito RL Circuiti del primo ordine con amplificatori operazionali Analisi in transitorio con PSpice Applicazioni 7.9.1 Circuiti di ritardo 7.9.2 Flash fotografico 7.9.3 Circuiti per relè 7.9.4 Circuito di accensione per autoveicolo Sommario 8 Circuiti del secondo ordine 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Introduzione Calcolo di condizioni iniziali e finali Circuito RLC serie autonomo Circuito RLC parallelo autonomo Risposta al gradino di un circuito RLC serie 8.8 251 253 258 260 263 266 267 268 270 PARTE III CIRCUITI IN REGIME SINUSOIDALE PARTE II CIRCUITI NEL DOMINIO DEL TEMPO 6 8.7 Risposta al gradino di un circuito RLC parallelo Circuiti del secondo ordine nel caso generale Circuiti del secondo ordine con operazionali Analisi di circuiti RLC con PSpice Dualità Applicazioni 8.11.1 Sistema di accensione per auto 8.11.2 Circuito di smoothing Sommario 159 159 159 166 169 173 177 177 179 180 184 185 185 185 191 196 204 210 215 219 223 224 225 226 9 Sinusoidi e fasori 9.1 9.2 9.3 9.4 Introduzione Sinusoidi Fasori Relazioni tra fasori per gli elementi circuitali Impedenza e ammettenza Leggi di Kirchhoff nel dominio della frequenza Composizione di impedenze Applicazioni 9.8.1 Circuiti di sfasamento 9.8.2 Ponti ‘‘in alternata’’ Sommario 9.5 y 9.6 9.7 y 9.8 10 Analisi in regime sinusoidale 10.1 10.2 10.3 Introduzione Analisi nodale Analisi agli anelli e alle maglie fondamentali Principio di sovrapposizione Trasformazione di generatori Circuiti equivalenti di Thevenin e Norton Circuiti AC con amplificatori operazionali Analisi AC con PSpice Applicazioni 10.9.1 Moltiplicatore di capacità 10.9.2 Oscillatori Sommario 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 y 10.9 228 229 11 231 231 232 236 241 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 y 11.6 247 11.7 271 271 272 276 283 285 288 288 293 294 296 300 301 301 301 304 307 310 312 316 318 321 321 322 325 Potenza in regime sinusoidale 327 Introduzione Potenza istantanea e potenza media Valori efficaci Potenza apparente e fattore di potenza Potenza complessa Conservazione della potenza 11.6.1 Teorema di Boucherot Rifasamento 327 327 332 335 337 341 342 345 Indice 11.8 y 11.9 12 Teorema sul massimo trasferimento di potenza media Applicazioni 11.9.1 Misura delle potenze 11.9.2 Costo dei consumi di elettricità Caso pratico: Condensatore di accoppiamento Sommario 14.7 347 350 350 353 355 357 Circuiti trifase 359 12.1 Introduzione 359 12.2 Tensioni trifase bilanciate 360 12.3 Configurazione stella-stella bilanciata 363 12.4 Configurazione stella-triangolo bilanciata 367 12.5 Configurazione triangolo-triangolo bilanciata 369 12.6 Configurazione triangolo-stella bilanciata 371 12.7 Potenza in un sistema trifase bilanciato 374 y 12.8 Sistemi trifase sbilanciati 379 12.9 PSpice per i circuiti trifase 382 y 12.10 Applicazioni 386 12.10.1 Misure di potenza trifase 387 12.10.2 Cablaggio degli impianti domestici 391 Sommario 394 13 Circuiti con accoppiamento magnetico 395 13.1 Introduzione 395 13.2 Mutua induttanza 395 13.3 Energia in un circuito con accoppiamento 402 13.4 Trasformatori lineari 406 13.5 Trasformatori ideali 411 13.6 Autotrasformatori ideali 417 y 13.7 Trasformatori trifase 421 13.8 Analisi con PSpice di circuiti magneticamente accoppiati 423 13.9 Circuiti magnetici 428 y 13.10 Applicazioni 430 13.10.1 Trasformatore come dispositivo di isolamento 431 13.10.2 Trasformatore come dispositivo di adattamento 432 13.10.3 Distribuzione della potenza elettrica 434 Caso pratico: Autotrasformatore 436 Sommario 438 14 14.1 14.2 y 14.3 14.4 14.5 14.6 Risposta in frequenza Introduzione Funzione di trasferimento La scala dei decibel Diagrammi di Bode Risonanza serie Risonanza parallelo 439 439 439 443 444 455 459 Filtri passivi 14.7.1 Filtro passa-basso 14.7.2 Filtro passa-alto 14.7.3 Filtro passa-banda 14.7.4 Filtro arresta-banda 14.8 Filtri attivi 14.8.1 Filtro passa-basso del primo ordine 14.8.2 Filtro passa-alto del primo ordine 14.8.3 Filtro passa-banda 14.8.4 Filtro arresta-banda (o notch) y 14.9 Scaling 14.9.1 Scaling dei moduli 14.9.2 Scaling in frequenza 14.9.3 Scaling dei moduli e della frequenza 14.10 Risposta in frequenza con PSpice 14.11 Calcolo usando MATLAB y 14.12 Applicazioni 14.12.1 Ricevitore radio 14.12.2 Telefono multifrequenza 14.12.3 Circuito crossover Sommario 15 Reti biporta 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 y 15.6 15.7 15.8 Introduzione Parametri impedenza Parametri ammettenza Parametri ibridi Parametri di trasmissione Relazioni tra i parametri Interconnessione di biporta Calcolo dei parametri di biporta con PSpice y 15.9 Applicazioni 15.9.1 Circuiti con transistori 15.9.2 Sintesi di reti a scala 15.10 I parametri di ‘‘scattering’’ Caso pratico: Progetto di una rete a scala Sommario A Numeri complessi A.1 A.2 A.3 A.4 Rappresentazioni dei numeri complessi Operazioni matematiche Formula di Eulero Identità notevoli B La simulazione circuitale e PSpice Bibliografia Indice analitico Eserciziario XI 462 463 464 465 466 468 468 469 470 471 474 474 475 475 477 480 482 482 484 485 487 489 489 490 494 497 502 506 510 515 518 518 523 526 527 529 531 531 534 536 536 539 541 543 E1 XII Indice All’indirizzo www.ateneonline.it/alexander4e sono disponibili i seguenti capitoli aggiuntivi, utilizzabili anche come materiale integrativo per la realizzazione di progetti Create (vedi sotto). 16 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 y16.6 17 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 y17.6 17.7 Trasformata di Laplace Introduzione Definizione di trasformata di Laplace Proprietà della trasformata di Laplace Antitrasformata di Laplace Integrale di convoluzione Applicazione alle equazioni integrodifferenziali Applicazioni della trasformata di Laplace Introduzione Modelli di elementi circuitali Analisi dei circuiti Funzioni di trasferimento Variabili di stato Applicazioni Calcolo di funzioni di trasferimento con MATLAB 18 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 y18.8 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 19 Trasformata di Fourier 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 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 y19.7 Create è la piattaforma di custom publishing di McGraw-Hill che permette al docente di creare un libro personalizzato, cartaceo o digitale. Il docente ha la possibilità di selezionare i soli capitoli del volume che vengono trattati a lezione oppure aggiungere capitoli di altri volumi del catalogo McGraw-Hill, al fine di realizzare materiale didattico su misura per il suo corso. Per maggiori informazioni si prega di contattare l’Academic Consultant della propria zona. Nominativi e recapiti sono disponibili alla pagina web http://www.ateneonline.it/librerie/marketing.asp.
