Strumenti Utente

Strumenti Sito


sezione_1b

Differenze

Queste sono le differenze tra la revisione selezionata e la versione attuale della pagina.

Link a questa pagina di confronto

Entrambe le parti precedenti la revisioneRevisione precedente
Prossima revisione
Revisione precedente
sezione_1b [2017/10/16 09:00] – [12 Risoluzione delle reti elementari] adminsezione_1b [2020/07/03 15:58] (versione attuale) – modifica esterna 127.0.0.1
Linea 213: Linea 213:
   * si calcola la corrente del generatore applicando la legge di Ohm alla resistenza equivalente   * si calcola la corrente del generatore applicando la legge di Ohm alla resistenza equivalente
   * si calcolano le correnti restanti utilizzando la legge di Ohm (o altro) nei circuiti disegnati ogni volta che si è sostituita una resistenza equivalente a un gruppo di resistenze in serie o parallelo   * si calcolano le correnti restanti utilizzando la legge di Ohm (o altro) nei circuiti disegnati ogni volta che si è sostituita una resistenza equivalente a un gruppo di resistenze in serie o parallelo
 +
 +===== 13 Generatori elettrici di tensione e di corrente =====
 +
 +I generatori di tensione e corrente, così come li abbiamo definiti finora, sono generatori ideali infatti:
 +  * un generatore ideale di tensione presenta ai suoi morsetti la stessa tensione qualunque sia la corrente che lo attraversa
 +  * un generatore ideale di corrente è attraversato dalla stessa corrente qualunque sia la tensione ai suoi capi
 +
 +In pratica questo non avviene mai; quando un utilizzatore (un componente che assorbe energia) è collegato al generatore la tensione (la corrente nel caso dei generatori di corrente) cala. I generatori ideali "non funzionano"
 + nemmeno in teoria, si considerino questi due casi:
 +  * generatore di tensione cortocircuitato: la tensione è quella dal generatore o vale zero come impone il cortocircuito?
 +  * generatore di corrente **a vuoto** (senza carico collegato): la corrente è quella del generatore o vale zero perché il circuito è aperto?
 +
 +Il modello corretto per i due generatori deve comprendere una resistenza interna R<sub>i</sub>:
 +  * nel generatore reale di tensione la R<sub>i</sub> è posta in serie al generatore ideale
 +  * nel generatore reale di corrente la R<sub>i</sub> è posta in parallelo al generatore ideale
 +
 +Questo produce le caratteristiche di figura 31((NB nel testo questa caratteristica usa la tensione per l'asse y; è una scelta legittima ma molto poco comune)) e 34 . Nel generatore reale di tensione ''EV<sub>0</sub>'' (''E'' nel testo) è la tensione a vuoto (senza carico) e il valore di tensione V<sub>AB</sub> cala all'aumentare della corrente fornita al carico. Nel generatore reale di corrente ''I<sub>CC</sub>'' (''A'' nel testo) è la corrente che circola quando il generatore è cortocircuitato e il valore della corrente cala all'aumentare della tensione V<sub>AB</sub> ai capi del carico.
 +
 +Analiticamente le due caratteristiche sono espresse dalle formule:
 +
 +`V_(AB)= E_0 - R_i I`
 +
 +e
 +
 +`I = I_(\C\C) - V_(AB)/R_i`
 +
 +Due ultime osservazioni importanti:
 +  * un generatore di tensione (reale o no) non deve mai essere cortocircuitato (nel generatore reale tutta l'energia erogata viene dissipata nella R<sub>i</sub> all'interno del generatore distruggendolo)
 +  * un generatore di corrente non deve lavorare a vuoto (tutta l'energia erogata viene dissipata nella R<sub>i</sub> all'interno del generatore distruggendolo)
 +  * osservando le due caratteristiche in figura 31 e 34 si deduce che i due generatori sono equivalenti; è possibile sostituire ad un generatore reale di tensione uno reale di corrente (e viceversa) usando la formula `E_0 = R_i I_(\C\C)`
 +
 +===== 14 Le condizioni di massimo trasferimento tra generatore e utilizzatore =====
 +
 +Consideriamo il circuito in figura 36 che mostra un generatore reale di tensione (''E'' e ''R<sub>i</sub>'') collegato ad un carico ''R<sub>L</sub>''. Il generatore fornisce energia al carico ma solo una parte della potenza erogata arriva al carico; vale:
 +
 +
 +`P_G = P_L + P_D`
 +
 +dove ''P<sub>G</sub>'' è la potenza erogata dal generatore, ''P<sub>L</sub>'' quella assorbita dal carico e  ''P<sub>D</sub>'' quella dissipata nella resistenza interna del generatore. Le tre potenze si possono calcolare:
 +
 +`P_G = E I , quad , P_L = V_(AB)I , quad , P_D = R_i*I^2`
 +
 +Si definisce **rendimento** il rapporto tra la potenza generata e quella utilizzata. Con una formula:
 +
 +`eta = P_L/P_G = P_L/(P_L + P_D)`
 +
 +dove ''η'' è il rendimento, che è una grandezza adimensionale sempre minore di uno((spesso il rendimento è espresso in forma percentuale tra 0 e 100% invece che tra 0 e 1)). Maggiore è il rendimento e maggiore è l'efficienza del circuito (meno energia sprecata o miglior utilizzo dell'energia elettrica).
 +
 +Variando il valore di  ''R<sub>L</sub>'' le tre potenze cambiano, così come il rendimento. Se si desidera ottenere il massimo trasferimento di energia tra generatore e carico si può studiare come cambia la potenza al variare di  ''R<sub>L</sub>''. La figura 36a ci mostra come la potenza raggiunga un valore massimo quando il carico è pari alla resistenza interna del generatore. In queste condizioni il rendimento è del 50%, cioè metà della potenza generata viene dissipata. Riassumendo, per avere il massimo trasferimento di energia al carico deve essere:
 +
 +`R_L = R_i`
 +
 +in queste condizioni:
 +
 +`V_(AB)=E_0 /2 , quad , I=I_(\C\C)/2=E_0/(2 R_i)`
 +
 +il rendimento vale: 
 +
 +`eta = 0,5 ( = 50%)`
 +
 +e la potenza al carico: 
 +
 +`P_L = E^2/(4R_i) = P_D`
 +
  
 ===== Navigazione ===== ===== Navigazione =====
  
 Torna all'[[start#indice|indice]]. Torna all'[[start#indice|indice]].
sezione_1b.txt · Ultima modifica: 2020/07/03 15:58 da 127.0.0.1