Elettronica Analogica. Luxx Luca Carabetta. Nello studio dell elettronica analogica ci serviamo di alcune grandezze:

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1 Grandezze elettriche Serie e Parallelo Legge di Ohm, Principi di Kirchhoff Elettronica Analogica Luxx Luca Carabetta 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)

2 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 L intensità di corrente(i) quindi deriva da V / R Nel nostro caso 50 / 10 = 5 Ampere V = R * I 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

3 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

4 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

5 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 uscenti(i1, I2). La somma delle correnti entranti(i0) è uguale alla somma delle correnti 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

6 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