Sistema Internazionale (SI)
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- Lelio Gambino
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1 Unità di misura Necessità di un linguaggio comune Definizione di uno standard: Sistema Internazionale (SI) definito dalla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure nel 1960 Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 1
2 Sistema Internazionale (SI) Grandezza Unità fondamentale Simbolo Lunghezza metro m Massa chilogrammo kg Tempo secondo s Corrente elettrica ampere A Temperatura assoluta kelvin K Intensità luminosa candela cd Fattore Prefisso Simbolo exa E peta P tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 chilo k 10 2 etto h 10 deca da 10 1 deci d 10 2 centi c 10 3 milli m 10 6 micro µ 10 9 nano n pico p femto f atto a Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 2
3 Carica elettrica La carica è una proprietà delle particelle che costituiscono la materia e si misura in Coulomb (C) Carica dell elettrone: e = C Legge di conservazione della carica La carica elettrica non si può creare né distruggere, ma solo trasferire La carica elettrica totale di un sistema isolato non può variare Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 3
4 Corrente elettrica La corrente elettrica è dovuta al movimento ordinato delle cariche elettriche in presenza di una forza esterna i campo elettrico batteria Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 4
5 Corrente elettrica La corrente elettrica è la velocità di variazione nel tempo della carica elettrica e si misura in ampere (A) i = dq dt = t t dt Se i non varia nel tempo corrente stazionaria o continua Se i varia nel tempo sinusoidalmente corrente alternata q 0 i Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 5
6 Corrente elettrica Il verso di scorrimento della corrente è convenzionalmente preso come la direzione di movimento delle cariche positive 5 A 5 A Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 6
7 Tensione La forza elettromotrice che compie il lavoro necessario a spostare le cariche (e quindi a creare una corrente) viene detta tensione o differenza di potenziale La tensione v ab fra due punti a e b di un circuito è l energia necessaria per spostare una carica unitaria da a a b Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 7
8 Tensione v ab = dw dq w q energia in Joule (J) carica in Coulomb (C) La tensione v si misura in volt (V) 1 V = 1 J/C = 1 N m/c Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 8
9 Tensione a v ab v ab = v ba b Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 9
10 Tensione a a 9 V 9 V b b Fra i punti a e b vi è una caduta di tensione di 9 V oppure Fra i punti b ed a vi è un aumento di tensione di 9 V Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 10
11 Potenza ed Energia La potenza è la rapidità di assorbimento o emissione di energia nel tempo e si misura in watt (W) p = dw dt w t energia in Joule (J) tempo in secondi (s) Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 11
12 Potenza ed Energia p = dw dt = dw dq dq dt = v i p = v i è la potenza istantanea assorbita o erogata da un elemento Segno della potenza? Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 12
13 Convenzione degli utilizzatori i i v p = v i v p = v i p > 0 p < 0 potenza assorbita dall elemento potenza erogata dall elemento Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 13
14 Convenzione degli utilizzatori Esempi: 3 A 3 A 3 A 3 A 4 V 4 V 4 V 4 V p = v i = 12 W L elemento assorbe 12 W p = v i = 12 W L elemento eroga 12 W Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 14
15 Conservazione dell energia Principio di conservazione dell energia La somma algebrica delle potenze in ogni istante di tempo deve essere nulla: p = 0 (tutte le potenze sono espresse con la convenzione degli utilizzatori) Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 15
16 Energia elettrica L energia elettrica assorbita o erogata da un elemento dall istante t 0 all istante t è w = t t 0 p dt = t t 0 v i dt Le aziende produttrici di energia elettrica misurano l energia in wattore (Wh): 1 Wh = 1 W 1 h = 1 W 3600 s = 3600 J Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 16
17 Elementi circuitali Elementi passivi assorbono energia (es. resistenze, condensatori, induttori) Elementi attivi erogano energia (es. generatori, batterie) Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 17
18 Generatori ideali indipendenti Elementi attivi in grado di mantenere una tensione o una corrente specificata, indipendentemente dalle altre variabili del circuito v V i Generatori ideali di tensione Generatore ideale di corrente Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 18
19 Generatori ideali dipendenti Elementi attivi la cui tensione o corrente è controllata da un altra tensione o corrente v i Generatore dipendente di tensione Generatore dipendente di corrente Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 19
20 Generatori ideali dipendenti controllato in tensione controllato in corrente generatore di tensione v = a v c a è adimensionale v c i v = r i c c r ha le dimensioni di V/A generatore di corrente i = g v c g ha le dimensioni ai A/V v i c c i = b i c b è adimensionale Teoria dei Circuiti Prof. Luca Perregrini Concetti fondamentali, pag. 20
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