Elettronica Analogica

Elettronica Analogica
Luxx – Luca Carabetta
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Grandezze elettriche
Serie e Parallelo
Legge di Ohm, Principi di Kirchhoff
Premessa
L’elettronica Analogica, si appoggia su segnali che possono avere infiniti valori compresi tra due
estremi.
Nello studio dell’elettronica analogica ci serviamo di alcune grandezze:
Intensità di corrente
• misura la carica elettrica trasportata entro un'unità di tempo.
• Si misura in Ampere, (A)
Tensione
• Indica la differenza di potenziale tra due punti.
• Si misura in Volt, (V)
Resistenza
• indica la tendenza di un conduttore ad opporsi ad una carica elettrica.
• Si misura in Ohm, (Ω, omega dell’alfabeto greco)
Potenza
• è il lavoro svolto da una carica elettrica in un campo elettrico nell'unità di tempo.
• Si misura in Watt, (W)
Primo Circuito
Ecco che vi propongo un piccolo circuito, con il quale introdurremo qualche argomento.
Iniziamo a notare che si ripresentano alcune grandezze viste prima: Volt, Ohm, e Ampere(che è
quello rappresentato dalla freccia e dal 5)
Analiziamo i componenti presenti:
E’ il Generatore di Tensione e rappresenta la Tensione, i Volt, o come si usa dire in
elettrotecnica, la forza elettromotrice.
Nel nostro caso genera 50 Volt.
E’ la resistenza, e per l’appunto rappresenta la resistenza elettrica, in pratica è un
materiale con una certa opposizione verso la corrente elettrica.
Nel nostro caso ha un valore di 10 Ohm.
E’ la massa, ossia il punto di riferimento per la misurazione
Il resto è formato da fili conduttori che collegano i componenti.
Abbiamo dento che l’intensità di corrente è rappresentata da quel 5 riquadrato e dalla freccia.
Fermiamoci qui per ora e introduciamo la fondamentale legge di Ohm, descritta dalla formula
V=R*I
L’intensità di corrente(I) quindi deriva da V / R
Nel nostro caso 50 / 10 = 5 Ampere
Sapendo la corrente che passa nel circuito, possiamo conoscere la tensione ai capi della resistenza,
sempre utilizzando la legge di Ohm, nella sua forma base.
V = R * I  V = 10 * 5  V = 50 Volt
La tensione ai capi della resistenza è indicata nel circuito come circoscritta da una circonferenza
rosa.
Serie di Resistenze
Due o più resistenze si dicono in serie se sono attraversate dalla stessa corrente
Da questo circuito posso ricavare un secondo circuito
RS è la resistenza serie di R1 e R2 e si ottiene da R1 + R2
con i dati attuali sapere la corrente elettrica è semplice, basta utilizzare la legge di Ohm  I =V / R
R in questo caso è la somma delle due resistenze
Quindi l’intensità varrà: 50 Volt / (10 Ohm + 40 Ohm) = 1 Ampere
Fino ad ora abbiamo trovato la tensione ai capi di una resistenza, semplicemente rovesciando la
legge di Ohm.
Nel caso di due resistenze in serie va introdotto un nuovo concetto, quello del partitore di
tensione.
“La tensione ai capi di una resistenza equivale alla tensione complessiva moltiplicata per la
resistenza interessata fratto la somma delle resistenze”
Se non è molto chiaro, eccolo espresso in formule
V(ai capi di R1) =
50 Volt(tensione complessiva) * 10 Ohm(reistenza interessata, R1) / 50 Ohm(somma delle
resistenze)
= 10 Volt ai capi di R1
V(ai capi di R2) =
50 Volt(tensione complessiva) * 40 Ohm(reistenza interessata, R1) / 50 Ohm(somma delle
resistenze)
= 40 Volt ai capi di R1
Risultato finale:
La tensione ai capi di R1 è 10 Ohm in quanto risulta la differenza di potenziale tra 50 e 40.
Parallelo di Resistenze
Due o più resistenze si dicono in parallelo le sono sottoposte alla stessa tensione
Come vediamo dal disegno si sono formate tre correnti, I1 che si divide in I1 e I2 al nodo(il pallino
rosso).
Dal circuito ricaviamo un secondo circuito
In questo caso RP rappresenta il parallelo delle resistenze R1 ed R2 ed è dato dalla formula .
RP = R1 * R2 / (R1 + R2) ovvero prodotto fratto somma.
Il parallelo di resistenze ha un valore sempre minore della più piccola resistenza considerata, ijn
questo caso notiamo che 8 < 10.
L’intensità di corrente rappresentata dalla freccia è I0, ed è V / R = 6.25 Ohm.
Torniamo al circuito precedente per trovare le intensità I1 e I2 introducendo due principi detti
principi di Kirchhoff
I principio di Kirchhoff:
Si abbia un nodo in cui convergano almeno tre correnti
La somma delle correnti entranti(I0) è uguale alla somma delle correnti
uscenti(I1, I2).
Quindi abbiamo I0 = I1 + I2 in quanto I0 si divide nelle due correnti
II principio di Kirchhoff:
Data una maglia(un circuito chiuso):
Si sceglie un verso di percorrenza.
La somma algebrica delle forze elettromotrici(E1, E2), positive
se hanno lo stesso verso del verso di percorrenze, è uguale alla
somma algebrica delle (R * I), positive se hanno lo stesos verso
del verso di percorrenza.
E1 + E2 = R1 * I1
Applichiamo questi metodi al nostro problema riportando qui il circuito di partenza
Siamo intenzionati a trovare le intensità I1 e I2
Troviamo per prima cosa I1 utilizzando il secondo principio di Kirchhoff.
Scegliamo quindi un verso di percorrenza orario.
Abbiamo l’equazione: V1 = R1 * I1, nel nostro caso coincide esattamente con la legge di Ohm in
quanto la resistenza è sottoposta alla stessa tensione del generatore.
Anche I2 può essere risolta con la legge di Ohm, ma preferisco illustrare il primo principio di
Kirchhoff, che nella forma base si scriverebbe I0 = I1 + I2
E diventa I2 = I0 – I1