ELETTRICITÀ CORRENTE CONTINUA LEZIONE N. 29c

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Evaristo Boni
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1 ELETTCTÀ COENTE CONTNU LEZONE N. 29c

2 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (CCUTO ELETTCO) Si dice CCUTO ELETTCO un insieme di: Corpi conduttori (fili) Generatori di tensione (pile, ecc..) Utilizzatori (lampadine) Elementi quali: condensatori, induttanze, ecc.. Strumenti di misura (mperometri, Voltmetri, ecc..) Se in un circuito vale la legge di Ohm, il circuito si dice OHMCO Un conduttore che in un circuito ha la funzione di fornire una data resistenza si chiama ESSTOE. Ogni conduttore ha una ESSTENZ che si può immaginare CONCENTT in un punto qualsivoglia del circuito.

3 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (CCUTO ELETTCO) Ogni circuito reale ai fini della comprensione e del calcolo si usa schematizzarlo. Schematizzare un circuito significa che ogni componente del circuito (utilizzatori, conduttori, strumenti di misura ecc.), basandosi sul loro comportamento elettrico, si inserisce il simbolo unificato corrispondente con le sue caratteristiche al posto del componente reale. lcuni simboli di componenti elettrici

ELETTCTÀ COENTE CONTNU (SCHEMTZZZONE D UN CCUTO ELETTCO) Vediamo come si procede per schematizzare un circuito elettrico partendo da un

Generatore di tensione Se si trascura la resistenza interna il suo comportamento elettrico è generatore tensione a ΔV=4,5 [V] Schema

Chiude pre il circuito Conduttore Si comporta come un resistore.

4 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (SCHEMTZZZONE D UN CCUTO ELETTCO) Vediamo come si procede per schematizzare un circuito elettrico partendo da un circuito reale come quello in figura. Generatore di tensione Se si trascura la resistenza interna il suo comportamento elettrico è generatore tensione a ΔV=4,5 [V] Schema reale nterruttore c Lampada incandescenza L nterruttore Se si trascura la resistenza interna il suo comportamento elettrico è passivo Chiude pre il circuito Conduttore Si comporta come un resistore. La resistenza elettrica si ricava dalla seconda legge di Ohm =ρ L/S Lampada incandescenza Si comporta prevalentemente come un resistore. La resistenza elettrica si ricava partendo dai dati di targa e ricordando che P=ΔV e =P/ 2 P=Potenza, =nt. Corrente e ΔV=D.D.P. Schema funzionale Schema di calcolo V=4.5 [V] L c

5 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (SCHEMTZZZONE D UN CCUTO ELETTCO) Vediamo di chiarire meglio il contenuto del circuito di calcolo e cosa significa risolvere in circuito, prendendo a d esempio il semplice circuito precedente. Si devono eseguire le seguenti operazioni, partendo dalle caratteristiche dei componenti:. Si verifica il comportamento elettrico del conduttore; 2. Si verifica il comportamento elettrico della lampadina; 3. Si verifica il comportamento elettrico dell interruttore; 4. Si verifica il comportamento elettrico della pila. V=4.5 [V] Schema di calcolo L =? [Ω] c =? [Ω] ) Conduttore Come già detto ogni conduttore ha una resistenza c che si può immaginare concentrata in un punto qualsiasi del circuito. Nel nostro caso supponendo che il conduttore di rame ρ=,72*0 8 [Ω*m] è lungo L= 0 [m] elasuaseziones=.5 [mm 2 ]=,5*0 6 [m 2 ]di ha: L 8 0,72 *0 * 6 s,5 *0,5

6 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (SCHEMTZZZONE D UN CCUTO ELETTCO) V=4.5 [V] Schema di calcolo L =0,9 [Ω] c =,5 [Ω] 3) nterruttore n prima approssimazione consideriamo passivo il componente. 4) Batteria n prima approssimazione consideriamo la batteria come se fosse ideale con ΔV=4,5 [V]=cost. 2) Lampadina l comportamento prevalentemente della lampadina a incandescenza può essere assimilato ad un resistore di resistenza L (piccola semplificazione che spiegeremo in seguito). L si determina partendo sempre daidatiditargaes.perp=20 [W] e ΔV=4.5 [V] si può ricavare la corrente teorica che circola in essa ossia: P V 22,5 4,5 5 Da questa si può determinare: P 22,5 0,9 2 25

7 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (SOLUZONE D UN CCUTO ELETTCO) Per la risoluzione del circuito si procede così:. Si assegna il verso della corrente (va dal polo positivo a quello negativo del generatore); 2. Si assegnano i nomi a tutti gli estremi dei componenti (esempio, B, C, D) V=4.5 [V] D Schema di calcolo L =0,9 [Ω] c =,5 [Ω] iprenderemo l esercizio in seguito C B isolvere il circuito significa conoscere:. l valore dell intensità delle corrente in tutti i rami del circuito (nel nostro caso solo ); 2. l valore della differenza di potenziale ai capi di ogni componente del circuito (nel nostro caso ΔV B,ΔV BC,ΔV CD,ΔV D ). metodi di risoluzioni sono diversi. Propedeutico è lo studio del comportamento delle due resistenze in questo circuito.

8 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (ESSTENZE COLLEGTE N SEE) l collegamento elettrico delle resistenze in un circuito può essere:. n serie; 2. n Parallelo. N SEE Due o più resistenze si dicono in serie se sono attraversate dalla stessa intensità di corrente * e non sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale **. B 2 C V 2 B V BC e 2 sono in serie C 2 B 2 V 2 B V BC e 2 sono in serie * «stessa intensità di corrente» significa stesse cariche elettriche non solo stesso valore. ** «stessa differenza di potenziale» significa stessi punti non solo stesso valore.

9 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (ESSTENZE COLLEGTE N SEE) Quando due o più resistenze sono in serie al loro posto può essere messa una solaresistenzadetta equivalente. Si definisce resistenza equivalente quella resistenza che sostituendo le resistenze originarie non i parametri del circuito (ΔV, ecc.). B 2 C Partendo dal fatto già visto che e 2 sono in serie allora si ha: V B 2 V BC V C icordando V Per cui: V C V B V BC 2 ( 2 ) Eq Ossia: V C V B V BC 2 ( 2 ) Eq n definitiva: Eq ( 2) La resistenza equivalente di due o più resistenze in serie è uguale alla somma algebrica delle singole resistenze :

10 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (ESSTENZE COLLEGTE N PLLELO) N PLLELO Due o più resistenze si dicono in parallelo se sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale ** e non sono attraversate dalla stessa intensità di corrente *. F E D 2 2 V F 2 V BE V CD e 2 sono in PLLELO B C * «stessa intensità di corrente» significa stesse cariche elettriche non solo stesso valore. ** «stessa differenza di potenziale» significa stessi punti non solo stesso valore.

11 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (ESSTENZE COLLEGTE N PLLELO) F E D Come precedentemente visto le due resistenze del circuito in figura sono in parallelo Per Cui si può scrivere: B 2 C 2 VF VBE VCD 2 icordando 2 V BE V CD 2 V V F V F 2 V F Per cui: Ossia: V F V F Eq n definitiva: La l inverso della resistenza equivalente di due o più resistenze in parallelo è uguale alla somma algebrica degli inversi della delle singole resistenze. eq è sempre MNOE della più piccola. Eq

12 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (SOLUZONE D UN CCUTO ESSTVO METODO DE CCUT EQUVLENT) Schema di calcolo V=0 [V] F =20 [Ω] E 2 =5[Ω] D 2 Dati =20 [Ω] 2 =5[Ω] 3 =5 [Ω] V F =0 [V] Dati determinare =? [] 2 =? [] =? [] V B =? [V] V BE =? [V] V CD =? [V] 3 =5 [Ω] B C

13 Schema di calcolo C V=9 [V] =2 [Ω] 2 =2[Ω] 2 esistenze incognite B Carico V=6V P=3W 3 =3[Ω]

16 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (CCUTO ELETTCO: MSU D COENTE E TENSONE) Metodo volt amperometrico con voltmetro a valle dell amperometro n figura è rappresentato lo schema di inserimento degli strumenti di misura (amperometro e voltometro) in un semplice circuito. Generatore di tensione variabile Carico (utilizzatore) mperometro V V Voltometro Come di può vedere, l amperometro è sempre inserire in serie all utilizzatore, mentre il voltometro in parallelo, dopo (a valle) l amperometro. Questo metodo (voltometro a valle) per evidenti ragioni misura:. L amperometro la corrente che eroga il generatore, più piccola di quella che attraversa l utilizzatore, una piccola parte viene deviata per far funzionare il voltometro (i voltometri vengono costruiti massimizzando la loro resistenza); 2. l voltometro una differenza di potenziale coincidente con quella ai capi dell utilizzatore, più piccola della tensione ai capi del generatore, a causa dalla resistenza interna dell amperometro, per ovvi limiti diversa da zero (gli amperometri vengono costruiti minimizzando la loro resistenza)

17 ELETTCTÀ COENTE CONTNU (CCUTO ELETTCO: MSU D COENTE E TENSONE) Metodo volt amperometrico con voltmetro a monte dell amperometro n figura è rappresentato lo schema di inserimento degli strumenti di misura (amperometro e voltometro) in un semplice circuito. Generatore di tensione variabile V V Voltometro mperometro Carico (utilizzatore) Come di può vedere, l amperometro è sempre inserire in serie all utilizzatore, mentre il voltometro in parallelo, prima (a monte) dell amperometro. Questo metodo (voltometro a monte) per evidenti ragioni misura:. L amperometro la corrente reale che attraverso l utilizzatore ma non quella che eroga il generatore in quanto una piccola parte viene deviata per far funzionare in voltometro (i voltometri vengono costruiti massimizzando la loro resistenza); 2. l voltometro una differenza di potenziale coincidente con quella del generatore, ma più piccola della tensione ai capi dell utilizzatore, a causa dalla resistenza interna dell amperometro, per ovvi limiti diversa da zero (gli amperometri vengono costruiti minimizzando la loro resistenza)

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