esperienze di laboratorio ii circuiti elettrici
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Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici. Circuiti RCL. Notazione generale. NOTA: s 1 ed s 2TRANSCRIPT
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Esperienze di Laboratorio IICircuiti elettrici
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Circuiti RCL
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Notazione generale
Smorzamento
Pulsazione di risonanza
NOTA: s1 ed s2 <0 !!
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NOTA: s1 ed s2 <0 !!
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FATTORE DI MERITO
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RCL Serie
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DUALITA’
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La risonanza in fisica
Notazioneuniversale
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Analisi di Fourier
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Relazioni di ortogonalità
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Potenza elettrica
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E allora chiaro il significato fisico dell'intensità efficace della corrente: essa è l'intensità di corrente continua che passando attraverso la resistenza R produce la stessa quantità di calore per effetto Joule prodotta dal passaggio della corrente periodica I(t). Per cui si ha
In CC In CA, invece
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L’energia cinetica degli elettroni è ceduta al reticolo del metallo con generazione di calore (EFFETTO JOULE) (1 Caloria = 4.18 Joule)
Fornitura ENEL: Potenza impianto: KW; Energia consumata: KWh( 1W . s = J; 1 Wh = 3.6 KJ)
55
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Corrente efficace
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Magnetismo nella materiaIl campo di induzione B in un punto di un materiale si può scrivere come:
B = Be + Bp + Bd
dove Be è il campo “esterno” generato dalle correnti nei fili (correntiMacroscopiche) mentre Bp e Bd sono i campi dovuti alle correnti microscopiche, conseguenti alla magnetizzazione (para/ferromagnetica o diamagnetica) della materia.La relazione tra B e le correnti I, in un materiale, si può scrivere come:
Rot B = μ0J (1)
dove J è la densità delle correnti, sia quelle macroscopiche Je dei fili sia quelle microscopiche Jm date dagli orbitali elettronici degli atomi dei mezzi presenti: J = Je + Jm Pertanto si ha:
Rot (B / μ0) = Je + Jm = Je + Rot Mdove M è l’intensità di magnetizzazione nel punto considerato.
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Nome Forma differenziale Forma integrale
Teorema di Gauss per il campo elettrico
Teorema del flusso per il campo magnetico
Legge di Faraday (circuitazione del campo elettrico)
Legge di Ampère (circuitazione del campo magnetico)
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dove I è la corrente macroscopica che attraversa la superficie S di contorno l.
L’analogia tra la (1) e la (2), suggerisce di considerare H come campo magnetico “esterno” o “campo magnetizzante”,dato che H soddisfa ad una equazione di campo in cui compaiono solo le correnti macroscopiche dei fili.
Si noti però che il vettore che soddisfa alle equazioni di campo comprendenti tutte le correnti e che quindi rappresenta il campo fisico è il vettore induzione magnetica B.
Si può dimostrare che M = lim m / V V→0
dove V è un volume di materia e m il corrispondente momento magnetico risultante. La (1) diventa:
Rot (B/μ0 − M) = Je Introducendo il campo
H = B/μ0 − Mpossiamo infine scrivere: Rot H = Je (2)e per il teorema del rotore:
[Rot B = μ0J (1)]
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che è rappresentato dal seguente schema elettrico costituito da 2 circuiti accoppiati magneticamente: il circuito primario (1) ed il secondario (2).
I circuiti 1-2 sono magneticamente concatenati e se in uno di essi
fluisce una corrente variabile nel tempo, si manifesta nell’altro
una f.e.m. indotta pari a
o E1ind = - i M I2
dove M è il coefficiente di mutua induzione pari a M = K (L1 L2)1/2
e K è il coefficiente di accoppiamento. Il segno di M dipende dal senso di avvolgimento delle 2 bobine
Il Trasformatore
Nel caso di trasformatori industriali K 1 usando nuclei ferromagnetici chiusi
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Applicando le leggi dei circuiti elettrici a 1 e 2 si ha
Se nell’avvolgimento primario circola una corrente I1, si manifesta nel secondario una f.e.m. – i M I1 analogamente, se nell'avvolgimento secondariocircola una corrente I2, avremo nell’avvolgimento primario una tensione indotta pari a – i M I2
Dove
Dalla 2a equazione si ha
Che sostituita nella prima Consente di ottenere
dove
Circuiti magneticamente accoppiati si rappresentano come in figura
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Se I2 = 0 (secondario aperto o trasformatore a vuoto)
Riferendosi al caso di un trasformatore con nucleo ferromagnetico chiuso (K = 1) ricordando che L è proporzionale al quadrato del numero di spire
Si ha
Questa formula mostra che il rapporto fra le tensioni ai capi del trasformatore a vuoto è indipendente dalla frequenza. In realtà la presenza delle resistenze, delle capacità parassite e del flusso disperso rende il rapporto fra le tensioni E1 ed E2 dipendente dalla frequenza (si veda figura).
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Adattamento di impedenzaIl trasformatore viene spesso usato come adattatore di impedenza per segnali in bassa frequenza (audio). L'impedenza vista dal circuito primario per effetto del secondario con carico resistivo R3 (impedenza del secondario riportata al primario) è:Che diventa:
L'impedenza al primario è composta di una parte resistiva, che rende conto dell’energia trasferita al secondario ed utilizzata in R, e di una parte reattiva, che ha la struttura matematica di una reattanza induttiva negativa e che va a diminuire la reattanza primaria; è come se nel circuito equivalente primario esistesse una induttanza ed una resistenza di valore
Se K = 1 e R2 << 2 L2
2
R3
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Agli effetti del generatore, nel caso di un trasformatore chiuso su una resistenza R3 e nel caso che R(=R2+R3) << L2 tutto avviene come se il trasformatore non esistesse ed ai morsetti del generatore fosse applicata direttamente una resistenza di valore
Poichè nella realtà, R2 << R3, cioè R3 = R, si può allora affermare che I'interposizione di un trasformatore fra il generatore e la resistenza equivale al trasferimento della resistenza stessa ai morsetti del generatore moltiplicata per il quadrato del rapporto di trasformazione N1/N2. Il trasformatore può essere considerato un dispositivo capacedi trasformare una resistenza R, collegata ad una coppia di morsetti, inun'altra di valore R’ = R (N12/N22)e, entro certi limiti, di fare ciò in manieraindipendente dalla frequenza.
R3
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Diodi semiconduttori
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Livello di FermiE’ il livello di energia più alto occupato allo zero assoluto
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Barriera naturale
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Polarizzazione diretta
Polarizzazioneinversa
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Curva caratteristica
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Rsistenza dinamica
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ZENER
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Diodi e caos
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La strada verso il caos
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Transistor a giunzione
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L’antenato:il triodo
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The operation of the transistor is very dependant on the degree of doping of the various parts of the semiconductor crystal. The N type emitter is very heavily doped to provide many free electrons as majority charge carriers. The lightly doped P type base region is extremely thin, and the N type collector is very heavily doped to give it a low resistivity apart from a layer of less heavily doped material near to the base region. This change in the resistivity of the collector close to the base, ensures that a large potential is present within the collector material close to the base. The importance of this will become apparent from the following description
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http://www.learnabout-electronics.org/bipolar_junction_transistors_05.php
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Transistor FET
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![Page 106: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/106.jpg)
Resistenza dinamica base emettitore
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Polarizzazione I
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Polarizzazione II
stabilizzazione
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Polarizzazione III
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Polarizzazione IVMetodo semplificato
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![Page 112: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/112.jpg)
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Funzionamento in zonalineare
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![Page 118: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/118.jpg)
![Page 119: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/119.jpg)
Impedenza di ingresso
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Misure di impedenza di ingresso
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Misure di impedenza di uscita
![Page 122: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/122.jpg)
Emitter follower (collettore comune)
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![Page 124: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/124.jpg)
Emitter follower (collettore comune)
![Page 125: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/125.jpg)
![Page 126: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/126.jpg)
![Page 127: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/127.jpg)
Amplificatore a base comune
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![Page 129: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/129.jpg)
![Page 130: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/130.jpg)
Amplificatore operazionale
![Page 131: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/131.jpg)
![Page 132: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/132.jpg)
![Page 133: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/133.jpg)
![Page 134: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/134.jpg)
alcuni importanti fatti:
• Reazione negativa
• Banda e guadagno
• Massa virtuale
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F Vout
![Page 136: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/136.jpg)
alcuni importanti fatti:
• Reazione negativa
• Banda e guadagno
• Massa virtuale
![Page 137: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/137.jpg)
![Page 138: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/138.jpg)
j
jj
![Page 139: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/139.jpg)
![Page 140: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/140.jpg)
![Page 141: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/141.jpg)
![Page 142: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/142.jpg)
alcuni importanti fatti:
• Reazione negativa
• Banda e guadagno
• Massa virtuale
![Page 143: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/143.jpg)
![Page 144: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/144.jpg)
![Page 145: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/145.jpg)
Z2, si haV--~0
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La relazione fondamentale: gudagno
Considero la corrente
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Impedenza diingresso
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Impedenza diuscita
![Page 149: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/149.jpg)
Reazione negativaBanda e guadagno
Massa virtuale
•
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AMPIFICATORE invertente
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![Page 153: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/153.jpg)
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![Page 156: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/156.jpg)
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![Page 162: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/162.jpg)
integratore
Utilizzato nei rivelatori di carica
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Oscillatore
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Radio Ricevitore
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Nome Forma differenziale Forma integrale
Teorema di Gauss per il campo elettrico
Teorema del flusso per il campo magnetico
Legge di Faraday (circuitazione del campo elettrico)
Legge di Ampère (circuitazione del campo magnetico)
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![Page 188: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/188.jpg)
![Page 189: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/189.jpg)
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![Page 191: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/191.jpg)
![Page 192: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/192.jpg)
antenne
![Page 193: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/193.jpg)
Modulazione di ampiezza
![Page 194: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/194.jpg)
![Page 195: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/195.jpg)
![Page 196: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/196.jpg)
http://ocw.mit.edu/resources/res-6-007-signals-and-systems-spring-2011/video-lectures/lecture-14-demonstration-of-amplitude-modulation
![Page 197: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/197.jpg)
Modulazione di frequenza
![Page 198: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/198.jpg)
![Page 199: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/199.jpg)
![Page 200: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/200.jpg)
![Page 201: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/201.jpg)
![Page 202: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/202.jpg)
![Page 203: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/203.jpg)
![Page 204: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/204.jpg)
![Page 205: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/205.jpg)
![Page 206: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/206.jpg)
![Page 207: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/207.jpg)
![Page 208: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/208.jpg)
![Page 209: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/209.jpg)
![Page 210: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/210.jpg)
Trasformatore di uscita: adattamento di impedenza
cZLjRZLjRZ
ZIMIjZIMIjE
222111
221
112
,
00
![Page 211: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/211.jpg)
22
22
22
222
22
22
2
22
3322
22
2
22
2
22
1
11
2
12
221
112
00
LRMLj
LRMR
LjRMZ
RZRLjR
MZMZ
ZMZ
EIZ
IMjI
ZIMIjZIMIjE
eq
ceq
![Page 212: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/212.jpg)
22
21
312
1312
222
3
22
31
22
2
22
2122
223
22
211
22
223
22
222
223
22
323
22
23
23 0
NNRR
LLRR
LRMRRR
LMLL
LRMLLLLL
LRMLj
LRMR
LjRMZ
LRR
LReq
eq
R3
![Page 213: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/213.jpg)
![Page 214: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/214.jpg)
SUPERETERODINA
tVbV
tVbVtVtbV
tVataVVVb
baV
tVtV
)cos(
)cos(2cos212cos
21
coscos)(21
)vv()vv(
cosv,cosv
2121
212122
212
1
22112
22
1
22121
2122111
![Page 215: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/215.jpg)
![Page 216: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/216.jpg)
![Page 217: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/217.jpg)
![Page 218: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/218.jpg)
![Page 219: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/219.jpg)
![Page 220: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/220.jpg)
![Page 221: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/221.jpg)
![Page 222: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/222.jpg)
![Page 223: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/223.jpg)
![Page 224: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/224.jpg)
![Page 225: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/225.jpg)
Elettrotecnica e distribuzione dell’energia elettrica
![Page 226: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/226.jpg)
U3
● L’energia elettrica viene prodotta nelle centrali (termoelettriche, idroelettriche, nucleari, eoliche, solari ...) mediante generatori che sono principalmente generatori sincroni.
● Per trasportare l’energia elettrica dai luoghi di produzione a quelli di utilizzo si fa uso di linee aeree trifase ad elevata/elevatissima tensione per ridurre le perdite lungo la linea. I trasformatori trifase consentono la trasformazione dei valori di tensione.
● La distribuzione della energia elettrica agli utenti industriali viene fatta mediante linee trifase in alta/media tensione; la distribuzione della energia elettrica alle utenze domestiche viene fatta mediante linee trifase col filo neutro in bassa tensione.
G
20 kV
20 kV/380 kV
L1
380 kV/132 kV
T1T2
20 kV220/380 V
L2
U2132 kV/20 kV
T3
U1
L3
La figura mostra lo schema del sistema di produzione, trasporto, distribuzione ed utilizzo della energia elettrica:
![Page 227: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/227.jpg)
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI IN BASE ALLA TENSIONE NOMINALE
Norma CEI 64-8● Sistemi di categoria zero:
Vn 50 V se in corrente alternata;Vn 120 V se in corrente continua.
● Sistemi di prima categoria:50 Vn 1000 V se in corrente alternata;120 Vn 1500 V se in corrente continua.
● Sistemi di seconda categoria:1000 Vn 30 000 V se in corrente alternata;1500 Vn 30 000 V se in corrente continua.
● Sistemi di terza categoria:Vn 30 000 V sia in corrente alternata che in corrente
continuaAi fini della distribuzione della energia elettrica si distinguono:● bassa tensione (BT) Vn < 1000 Volt● media tensione (MT) 1000 Volt < Vn < 30 000 Volt● alta tensione (AT) 30 000 Volt < Vn < 130 000 Volt● altissima tensione (AAT) Vn > 130 000 Volt
![Page 228: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/228.jpg)
RIFASAMENTO
● la potenza dissipata lungo la linea (proporzionale al quadrato del valore efficace della corrente (Pd = R Ieff
2)● le cadute di tensioni lungo la linea (proporzionali al valore efficace della corrente
(Veff = |Z | Ieff)
Per ridurre le perdite per effetto Joule nelle linee di trasmissione si ricorre alla tecnica del rifasamento dei carichi aventi un valore basso del fattore di potenza.La tecnica consiste nel collegare in parallelo al carico da rifasare un componente in grado di fornire al carico tutta (rifasamento completo) o in parte (rifasamento parziale) la potenza reattiva di cui necessita:● ai carichi Ohmico-induttivi (la quasi totalità dei carichi di interesse industriale) viene
collegato in parallelo un condensatore● ai carichi Ohmico-capacitivi viene collegato in parallelo un induttore
Il carico rifasato assorbe dalla linea una corrente con valore efficace minore di quella assorbita dal carico non rifasato riducendo così contemporaneamente:
Il rifasamento dei carichi con basso valore del fattore di potenza viene incentivato dall’Ente distributore dell’energia elettrica, imponendo un prezzo maggiore per la potenza assorbita con fattore di potenza maggiore di 0.9
![Page 229: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/229.jpg)
P tan Q VI sin Q
VI cos P
CI
V
ILI
CI
’
CALCOLO DELLA CAPACITÀ DI RIFASAMENTO: CARICO MONOFASE
2CC
C
CV-Q;' - tan tan P Q
' P tan Q Q P tan Q
Si calcola il valore che deve avere la capacità C del condensatore per raggiungegere il valore cos(’) (ad esempio cos(’) = 0.9) del fattore di carico del carico rifasato
' - tan tan ω V
P C 2
·
·
C
LI
VCI
I
U
![Page 230: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/230.jpg)
La presenza del terreno modifica il percorso delle linee di campo elettrico sotto una linea aerea
+
La presenza del terreno permette il passaggio della corrente elettrica tra due dispersori di terra
I
A B
RA RB
I
A BT
Il nodo T rappresenta un punto nel terreno posto ad infinita distanza da tutti i dispersori di terra dove il potenziale elettrico assume sempre il valore zero qualunque sia la corrente I che circola nei dispersori.
EFFETTI DEL TERRENO
![Page 231: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/231.jpg)
Sistema trifase
![Page 232: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/232.jpg)
Sistema trifaseTensioni di linea e tensioni di fase
VF
EL
120
FFL VVE 73.13
![Page 233: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/233.jpg)
![Page 234: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/234.jpg)
![Page 235: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/235.jpg)
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Effetti biologici della corrente elettrica
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EFFETTI BIOLOGICI DELLA CORRENTE ELETTRICA
La corrente elettrica, attraversando il corpo umano, produce effetti che possono essere dannosi, fino a portare alla morte, a seconda del valore della intensità della corrente, della frequenza e del tempo di contatto:
● Tetanizzazione dei muscoli: i muscoli (anche quelli che presiedono alla respirazione) rimangono contratti, indipendentemente dalla volontà della persona.
● Fibrillazione ventricolare: il cuore perde la sua capacità di contrarsi ritmicamente e non è più in grado di assicurare la circolazione sanguigna.
● Ustioni: il passaggio della corrente elettrica produce dissipazione di energia per effetto Joule e conseguente incremento della temperatura. Le ustioni prodotte risultano particolarmente dannose in quanto interessano anche i tessuti interni del corpo
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Valori di corrente Definizione Effetti
1-3 mA SOGLIA DI PERCEZIONE Non si hanno rischi o pericoli per la salute.
3-10 mA ELETTRIFICAZIONEProduce una sensazione di formicolio più o meno forte e può provocare movimenti riflessi.
10 mA TETANIZZAZIONESi hanno contrazioni muscolari. Se la parte in tensione è stata afferrata con la mano si può avere paralisi dei muscoli, rendendo difficile il distacco.
25 mA DIFFICOLTÀ RESPIRATORIE
Si hanno a causa della contrazione di muscoli addetti alla respirazione e del passaggio di corrente per i centri nervosi che sovrintendono alla funzione respiratoria.
25-30 mA ASFISSIALa tetanizzazione dei muscoli della respirazione può essere tale da provocare la morte per asfissia.
60-75 mA FIBRILLAZIONE
Se la corrente attraversa il cuore può alterarne il regolare funzionamento, provocando una contrazione irregolare e disordinata delle fibre cardiache che può portare alla morte.
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Percezione 50%
insensibile
incollati
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Correnti alternate e uomini > 50 kg
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CURVA DI SICUREZZA CORRENTE-TEMPO
La figura mostra la curva di sicurezza della corrente elettrica in regime di corrente alternata con una frequenza compresa tra 15 e 100 Hz.
● Se la corrente (valore efficace) è inferiore alla soglia di percezione (0.5 mA) il fenomeno non viene percepito
● Se la corrente è inferiore alla soglia di tetanizzazione (10 mA) la persona riesce a sottrarsi volontariamente al contatto senza conseguenze.
● Se la corrente supera la soglia di tetanizzazione il contatto deve essere interrotto da un dispositivo esterno prima di un tempo limite, individuato dalla curva di sicurezza, affinchè la persona non abbia conseguenze.
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Dalla corrente alla tensione:Tensione minima di rilascio a 50 Hz
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CURVA DI SICUREZZA TENSIONE-TEMPODalla curva di sicurezza corrente-tempo, tenendo conto dei possibili valori della resistenza del corpo umano e della sua resistenza verso terra, le norme ricavano la curva di sicurezza tensione–tempo.
● Se la tensione è inferiore ad un valore limite (50 V in ambiente al chiuso con una valore di resistenza verso terra di 1000 ) il contatto può permanere per un tempo infinito senza conseguenze.
● Se la tensione è superiore al valore limite, la sicurezza viene raggiunta solo se l’impianto è in grado di interrompere il contatto prima del tempo limite definito dalla curva di sicurezza.
● Il valore di tensione da utilizzare è il valore di tensione di contatto a vuoto (calcolato supponendo nulla la corrente sulla persona)
Curva di sicurezza tensione-tempo per impianti di categoria 1 (CEI 64-8)
0.01
0.1
1
10
20 50 100 200
Tensione [V]
t [s]
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SICUREZZA ELETTRICA NEGLI IMPIANTI DI DISTRIBUZIONE DELLA ENERGIA ELETTRICA IN BT
● La distribuzione della energia elettrica in BT viene fatta mediante linee elettriche trifase (Vc = 380 V) col filo neutro collegato a terra.
● Si definisce massa ogni conduttore, accessibile dalle persone, che è separato dai conduttori attivi dall’isolamento principale e che quindi normalmente non è in tensione rispetto al terreno, ma va in tensione quando si rompe l’isolamento principale.
● Il contatto di una persona con un conduttore in tensione, con conseguente elettrocuzione, può avvenire, con una massa, in presenza della rottura dell’isolamento principale (contatto indiretto, figura a) o direttamente con i conduttori attivi (contatto diretto, figura b)
123n
ig
a)
123n
ig
b)
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E veniamo ai circuiti…
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Fusibile con messa a terra
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![Page 260: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/260.jpg)
magnetotermico
![Page 261: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/261.jpg)
magnetotermico
5 s per 8x16 =128 A
![Page 262: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/262.jpg)
![Page 263: Esperienze di Laboratorio II Circuiti elettrici](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022011717/56816938550346895de09c8d/html5/thumbnails/263.jpg)
Lamina bimetallica
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differenziale
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trasformatore
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Bassa tensione
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