T3 CIRCUITI RISONANTI E AMPLIFICATORI SELETTIVI

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1 T3 CICUITI ISONANTI E AMPLIFICATOI SELETTIVI T3. Il fattore di merito di una bobina è misurato in: [a] henry. [b] ohm... [c] è adimensionale.. T3. Il fattore di perdita di un condensatore è misurato in: [a] farad... [b] radianti... [c] è adimensionale T3.3 Se ad un circuito risonante si accoppia induttivamente una bobina chiusa su una resistenza, il valore della frequenza di risonanza: [a] aumenta [b] diminuisce [c] resta invariato... T3.4 Nella teoria dei circuiti accoppiati per mutua induzione, l impedenza secondaria trasferita al primario è espressa da Z = ω M / Z. In elettrotecnica si afferma che in un trasformatore ideale la resistenza trasferita al primario è, con n = N / N rapporto di trasformazione, carico sul secondario Spiegare l apparente contraddizione tra le due formule (la Z diminuisce all aumentare di Z, mentre ciò non appare nella n ). n

2 T3.5 Perché in una bobina l induttanza è proporzionale al quadrato del numero delle spire? T3.6 Cosa accade se va in cortocircuito il secondario di un trasformatore ideale, con K unitario e resistenze degli avvolgimenti trascurabili?. T3.7 Se due circuiti risonanti uguali, aventi ciascuno larghezza di banda di 0 KHz vengono accoppiati con K=K c, quanto vale all incirca la larghezza di banda del circuito risultante? [a] 5 khz [b] 4 khz.. [c] 0 khz. T3.8 Quali sono i principali impieghi degli amplificatori selettivi?... T3.9 Come devono essere i valori di Q e Q eff del circuito volano di un amplificatore di potenza selettivo in classe C? [a] entrambi elevati.. [b] Q elevato e Q eff basso... [c] entrambi bassi T3.0 Indicare se le seguenti affermazioni, riguardanti i circuiti risonanti e gli amplificatori selettivi, sono Vere o False: a) La frequenza di risonanza di un circuito LC è espressa da ω 0 =/ LC [F].

3 b) Un circuito risonante è tanto più selettivo quanto più elevato è il suo fattore di qualità.. c) In un amplificatore a filtro di banda, la larghezza di banda dipende dal grado di accoppiamento fra le bobine del filtro. d) In un amplificatore selettivo a filtro di banda la massima amplificazione si ha alla frequenza di risonanza. [V] [F] e) In un amplificatore selettivo di potenza il rendimento di trasferimento esprime il rapporto fra la potenza convertita in alternata e la potenza continua assorbita. f) In un amplificatore selettivo di potenza la corrente di uscita ha lo stesso andamento e la stessa frequenza del segnale sinusoidale d ingresso. [V]... [F]. g) Gli amplificatori selettivi in classe C possono funzionare anche come moltiplicatori di frequenza. [V].

4 isposte T3. - [c] Il Q è dato dal rapporto fra una reattanza ed una resistenza, o viceversa, entrambe misurate in ohm. T3. - [c] Il fattore di perdita D è la tangente trigonometrica di un angolo, perciò è adimensionale. Non va confuso con l angolo di perdita δ misurato in radianti, anche se numericamente le due grandezze, riferite a condensatori di buona qualità, sono in pratica coincidenti. T3.3 - [a] Il secondario aperiodico trasferisce al primario una reattanza negativa, che riduce l induttanza del primario dal valore L al valore: L ω M L Z con conseguente aumento della frequenza di risonanza. T3.4 Nei trasformatori a 50 Hz, con nucleo ferromagnetico, si hanno grandi valori di induttanza e coefficienti di accoppiamento praticamente unitari. Allora: ω M ω LL L N = = L + ω L ω L N = essendo l induttanza delle bobine proporzionale al quadrato del rispettivo numero di spire. T3.5 Se il numero di spire di un solenoide viene, per esempio, raddoppiato, si raddoppia sia il flusso magnetico generato che il numero di volte con cui tale flusso si concatena con il solenoide stesso: quindi il flusso concatenato è quattro volte maggiore. T3.6 Va in cortocircuito anche il primario, perché il secondario trasferisce una reattanza uguale e opposta a quella del primario: ω M Z ωl ω L L = ω L ωl = ωl T3.7 [b] Si ottiene: f0 B = Kc f0 = Q cioè una larghezza di bada di circa il 40% superiore a quella dei singoli circuiti isolati. T3.8 La tipica applicazione degli amplificatori selettivi di tensione, funzionanti in classe A, riguarda l amplificazione dei segnali modulati: l amplificatore deve esser sintonizzato sulla portante ed avere una banda passante commisurata alla larghezza di banda del segnale modulato da amplificare. Per gli amplificatori di potenza, la selettività consente il funzionamento in classe C, con elevato rendimento di conversione: requisito essenziale per lo stadio finale dei grossi radiotrasmettitori.

5 T3.9 - [b] Per avere un buon rendimento di conversione µ c = ( Q eff / Q), il valore di Q deve essere il più elevato possibile, mentre quello di Q eff deve essere basso compatibilmente con la necessità di assicurare al circuito volano una sufficiente selettività. T3.0 a) [V] Più propriamente la ω 0 è la frequenza angolare (o pulsazione), misurata in rad/s, mentre la frequenza vera e propria (periodi/s) è : f0 = π LC b) [V] L inverso del fattore di qualità esprime la larghezza di banda rapportata alla frequenza di risonanza: / Q = B / ω0 Quindi un Q elevato rappresenta una B piccola, rispetto a ω 0, cioè un circuito molto selettivo. c) [V] In particolare, in condizioni di accoppiamento critico si ha: B = Kc f 0 con K c dipendente dai fattori di qualità dei circuiti accoppiati. Se questi sono identici, risulta: B = f / Q d) [F] Il guadagno è massimo alla risonanza solo se K Kc, altrimenti la curva di risposta presenta un avvallamento in corrispondenza di f 0. e) [F] Il rapporto P/P c rappresenta il rendimento di conversione dell amplificatore. Il rendimento di trasferimento si riferisce invece al rapporto tra potenza trasferita all utilizzatore e la potenza convertita in alternata: η = P 0 t P u / f) [F] Nel funzionamento in classe C, l angolo di circolazione della corrente di uscita è minore di 80, per cui la corrente di uscita ha andamento impulsivo, sia pure con periodo uguale a quello del segnale d ingresso. g) [V] Accordando il circuito volano su un armonica superiore della frequenza del segnale d ingresso, il segnale sinusoidale di uscita ha la frequenza di tale armonica.

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