Bipoli - ElectroYou
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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ZenoMartini(admin)126,7k 9 12 13Elettrotecnicaenonsolo
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Articolon2su13delcorso"Elettrotecnicadibase".Vaiall'indicedelcorso.
Paragrafidell'articolo:
1. Introduzione
2. Bipoligeneratori
3. Bipoliutilizzatoripuri
4. Bipoliaccumulatori
5. Generatoreidealeditensione
6. Generatoreidealedicorrente
7. Ilresistore
8. Cortocircuito
9. Circuitoaperto
10. Ilbipolocondensatore
11. Ilbipoloinduttore
12. Conclusioni
Introduzione
L'articoloesaminaicomponentiadueterminali,dettibipoli,caratterizzandoliinbaseallegametralatensioneel'intensitdicorrente,esplicitandolafunzioneI=f(U)comesieraaccennatoallafinedelprecedentearticolo(olasuainversaU=g(I)),discutendoneanchelamatriceenergetica.
Sipuimmaginarediricavareillegameimponendoalbipolounatensionecompletamentenotainogniistanteemisurarelacorrenteassorbitaconunamperometroideale(oimprimerealbipoloun'intensitnotaemisurarelatensioneconunvoltmetroideale),elaborandosuccessivamentelatabelladivaloriditensioneedicorrente.
Definiremoquindiibipoliassiomaticamente,cioinbasealleloroproprietcomeelementicircuitali.
Tensioneecorrentesonoconsideratedipendentidaltempoedindicateconi(t)edu(t),macisisoffermersulcaso,particolaremaimportante,diquandosonocostanti,condizionecheledefiniscecomunementecomegrandezzecontinue:leindicheremoalloraconleletteremaiuscoleI,U.
Segnalaabuso
Argomenticorrelati
Basecorrente,basetensione
Bipolifondamentali
Elettrotecnicaegrandezzeinverse
NotesuiResistori
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capacit circuitoapertocollegamenticondensatorecortocircuito derivatageneratoreideale generatoreindipendente induttanzainduttore paralleloresistore serie
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31/5/2015 BipoliElectroYou
http://www.electroyou.it/vis_resource.php?section=ArtCorso&id=7 2/13
ReteelettricaCorsofisicaCorsolavoro
Inarticolisuccessivisivedrcometrattareilcaso,sempreparticolaremaestremamenteimportante,dellalorovariazioneneltemposecondounaleggechematematicamenteassumel'espressionediunafunzionesinusoidale.
Bipoligeneratori
Generatorisonoibipolichefornisconoenergiaallecaricheelettricheprelevandoladaunasorgenteesternachedefinisceiltipodigeneratore.Sonopertantoglielementidiinterfacciatrailcircuitoelettricoel'esterno,unaportaattraversocuil'energiafluiscetrasformandosi.
Inunbipologeneratorelacorrenteconvenzionaleescedalterminaleapotenzialepialto.Contrassegnareinquestomodolatensioneelacorrente,significascegliereperilbipololaconvenzionedelgeneratore.
Unapartedell'energiaentrantenelsistemaelettriconeesceimmediatamenteedinevitabilmentesottoformadicalore.L'entitdiquestaperditadefinisceilrendimentoelettricodelgeneratore.
Bipoliutilizzatori
Utilizzatorisonoibipolicheprelevanoenergiadallecariche,laestraggonociodalcircuitoelettrico,trasformandola.Comeibipoligeneratorisonointerfaccetrailsistemaelettricoel'esterno.
Inunbipoloutilizzatorelacorrenteconvenzionaleentradalterminaleapotenzialepialto.
Contrassegnareinquestomodolatensioneelacorrentesignificascegliereperilbipololaconvenzionedell'utilizzatore.
Tuttal'energiaelettricaentrantenelbipoloutilizzatoreneesce:unaparteinevitabilmentecalore,l'altrapuesseredivarianaturaecaratterizzal'utilizzatore(es:semeccanicaunmotoreelettrico).Ilcaloreapparecomeunaperditadienergiaelasuaentitdefinisceilrendimentoelettricodell'utilizzatore.
Bipoliaccumulatori
Sonobipoliingradodiimmagazzinareenergiaelettricanellaformapotenzialeocineticaenonscambianoenergiaconcomponentiesternialsistemaelettricomasoloconglialtricomponentidelsistemaelettrico.
Nellafigura2.1sonorappresentatigraficamenteematematicamentebipolisecondoleduepossibiliconvenzioni.
Generatoreidealeditensione
Sidefiniscegeneratoreideale(oindipendente)ditensioneunbipolo(generatoreodutilizzatore)chepresentaaimorsettiunatensionecompletamenteindipendentedatuttocichepuesserecollegatoadesso,quindidallaintensitdicorrentedacuipuessereattraversato.Sepertantoindichiamocone(t)laf.e.m.,ilmodellomatematico:
uab(t)=e(t)perqualsiasii(t).
Lafig.2.arappresentailmodellosimbolicografico.Il+indicailmorsetto,Anellafigura,ilcuipotenzialecomparecomeminuendonell'espressionedellatensione.
Qualsiasii(t)significanonsoloinvaloremaancheinverso.Ilversodellai(t)pudunqueesseresiauscentedalmorsettopositivo,cheentrante.
Seusiamolaconvenzionedelgeneratore,elapotenzap(t)=uab(t)*i(t)positiva,ilbipolo
effettivamenteungeneratoreselapotenzanegativailbipolounutilizzatore.
.
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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Generatoreidealedicorrente
Sidefiniscegeneratoreideale(oindipendente)dicorrenteunbipolo(generatoreodutilizzatore)lacuiintensitdicorrentecompletamenteindipendentedatuttocichepuesserecollegatoaimorsetti,quindidallatensioneelettricatraessi.Indicandoconi0(t)lasua
correnteilmodellomatematico:
i(t)=i0(t)perqualsiasiuAB(t).
Lafig.2.2.b.rappresentailmodellosimbolografico.Perlapolaritdellatensioneeaisuoimorsettiscegliamolaconvenzionedelgeneratore.Leconseguenteinerentiilsegnodellap(t)sonoidenticheaquelleosservateperilgeneratoreidealeditensione.
Ilresistore
E'ilbipoloutilizzatorecherappresentailconsumodienergiaelettrica:unpurodissipatore.Inessolecaricheperdonol'energiaposseduta.Sel'energiadiventacalore,ilresistorerappresental'effettotermicodellacorrenteelettricatipicodeiconduttori.Ilmovimentodellecarichelibere,pereffettodell'aumentodegliurtireciprocieconglielementidelreticolo,sviluppacalore.Ilvaloredell'intensitdicorrenteconseguenteadunequilibriodinamicotral'energiaricevutadallecarichedapartedelgeneratoreel'energiadaessedissipataincalore.E'cichesuccedeaqualsiasicorpochesimuoveinunfluido:lasuavelocitdeterminatadall'equilibriotral'energiaricevutaequelladissipataperattrito.Sipudirecheilmantenimentodiuncertovaloredell'energiacineticarichiedel'immediatoripristinodiquellapartediessachesitrasformaincalore.
Ilconduttorepuessereparagonatoaduntuboincuic'unfluido(glielettroniliberi)chepuesserepostoinmovimento(corrente)daunadifferenzadipressione(latensione)tralesuesezioniterminali(ipoli)
Ilversodellacorrenteconvenzionalecorrispondeallaconvenzionedell'utilizzatore.Assumendoquestaconvenzione,(fig.2.3.a.),ilresistoredefinisce,perqualsiasiistantet,larelazionenotacome
LeggediOhm:
i(t)=uAB(t)/R2.1
doveR,numeropositivochiamatoResistenza,ilparametrochecaratterizzacompletamenteilbipolo.Pergrandezzecontinuescriveremo
UAB=R*I2.2
Osservazione
Potrebbeapparirebanalemal'esperienzadidatticaimponediosservarechemantenendoinalteratoilversodellacorrenteedinvertendoilmododiconsiderarelatensionesidevescrivere,
i(t)=uBA(t)/R
affinchilmodellomatematicosiainaccordoconilfenomenofisicocheilresistorerappresenta.
Lafig.2.3.bevidenzial'osservazione.
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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NelpianocartesianouAB(t),i(t)laleggecorrispondeadunarettapassanteperl'origine,
nell'ipotesidiRcostante,cioindipendentedaivaloridii(t)eduAB(t)(fig.2.3.d)
L'inversodellaresistenzachiamatoconduttanzaevieneindicataconG=1/R.
L'unitdimisuradellaresistenzachiamataohm,ilsuosimboloecorrispondeavoltdiviso
ampere:[]=[V][A]1.L'unitdimisuradellaconduttanzal'inversodell'ohmedchiamata
siemens:[S]=[]1.
Secalcoliamolapotenzaotteniamoleespressionidellaleggedijoule:
p(t)=uAB(t)*i(t)=[uAB(t)]2/R=R*[i(t)]22.3
dallaqualesivedecomelapotenzaelettrica,dipendendodalquadratodellagrandezzaelettrica,siasemprepositiva,quindisempreentrantenelbipolo.
Pergrandezzecontinuesiscriver:
P=UAB*I=(UAB)2/R=R*I22.4
Ilresistore,comedetto,unpuroconsumatoredienergia.Essopurappresentarequalunqueuscitadienergiadalsistemaelettrico.
Selaresistenzarelativaadunconduttoresiparladiresistenzaohmicadiresistenzafittizianeglialtricasi.
Dellaresistenzaohmicasipuesaminareladipendenzadalledimensionigeometrichedelconduttoreedallesueproprietfisiche.Perunconduttoreprismaticolaresistenzaproporzionalealrapportotralalunghezzaassiale,l,delconduttoreel'areadellasezionetrasversale,A.
LacostantediproporzionalitdettaresistivitedindicataconLaleggenotacome
secondaleggediOhm:
R=*l/A2.5
Laresistivitsimisurain[][m](ohmpermetro).
L'inversodellaresistivitlaconduttivitesimisurain[S][m]1(siemensdivisometro).
(fig.2.3.c.)
fig.2.3
Laresistivitediconseguenzalaresistenzadipendonodallatemperaturasecondolalegge
t=0*(1+*t)2.6
DovetlaresistivitallatemperaturatC,0laresistivitallatemperaturadi0Cedil
coefficienteditemperaturadelmateriale,chelavariazionerelativadiresistivitperognigrado
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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ditemperatura:lasuaunitdimisurapercil'inversodelgrado:[K]1
Nellatabelladitab2.1.sonoriportatelecaratteristichedialcunimaterialia0C.
Materiale :*mm2/m :C1*103
Rame0,017 4,3
Alluminio 0,027 4,5
Oro 0,021 4
Argento 0,015 4,1
Ferro 0,13 6,5
Tungsteno 0,051 4,8
NichelCromo 1,06 0,1
Manganina 0,4 0,01
Carbone 50 0,4
Silicio 2,5*109 negativo
tab2.1
Sinotichepericonduttoriilcoefficienteditemperaturapositivo(PTC),peralcunimaterialiinvecenegativo(NTC).Inquestiultimisic'unadiminuzionedellaresistenzaall'aumentaredellatemperatura:tipicodeisemiconduttoridovel'aumentoditemperaturaaumentailnumerodicarichelibere,mascherandol'aumentodellaperditadienergiaperattritochecomunquecontinuaapersistere.
Es.2.1
Idatiditargadiunalampadaadincandescenzasono100W,220V.Ilfilamentoditungsteno,lungo10cmemisurandolasuaresistenzaa0Csitrovaunvaloredi39Determinarelasezionedelfilamento,latemperaturadifunzionamento,ilconsumoinjouleperunfunzionamentodi8h,ilcostorelativosapendoche1kWhdi0,2.
LaresistenzaallatemperaturadifunzionamentoRt=U2/P=(220)2/100=484.Latemperatura
difunzionamentoallorat=(RtR0)/(R0)=445/(39*4,8*103)=2377C.Ilconsumoper8ore
W=100*8=800Wh=0,8kWh=2,88*106J.
IlcostoC=0,8*0,2=0,16.LasezionedelfilamentoS=*l/R0=0,051*0,1/39=0,13*103mm2
Cortocircuito
Sidefiniscecortocircuitoilbipoloaicuicapilatensionecostantementenullaqualunquesial'intensitdicorrentecheloattraversa.
Puesserevistocomeungeneratoreidealeditensionelacuif.e.m.nulla(perquestorappresentatoinfig.2.1.c.),oppurecomeunconduttorediresistenzanulla.
E'anchechiamatocollegamentoequipotenziale(EQP)..
Circuitoaperto
E'unbipoloincuil'intensitdicorrentenullaqualunquesialatensioneaisuoicapi.
Puesserevistocomeungeneratoreidealecorrentelacuicorrentenulla(perquestorappresentatoinfig.2.1.d.),oppurecomeunperfettoisolantechepotremmodefinireconduttorediresistenzainfinita(unossimoro,secipensiamo)
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Ilbipolocondensatore
E'ilbipoloaccumulatoredienergiaelettricasottoformadienergiapotenziale.
E'costituitodadueconduttori,dettiarmature,cuifannocapoiduepoli,separatidaunisolante.
Quandoilcondensatorepossiedeenergiaelettricalearmaturehannocaricaugualeedoppostailcuivaloreassolutodettocaricadelcondensatore.TralearmatureesistealloraunatensioneuAB(t),e
lacaricadelcondensatore,q(t),proporzionaleinogniistanteadessa:lacostantediproporzionalit,indicataconC,numeropositivo,dettacapacitdelcondensatore.
q(t)=C*uAB(t)2.7
Csimisurainfarad[F]checoulombdivisovolt:[F]=[C][V]1:lacaricaq(t)corrispondeinvaloreesegnoallacaricasull'armaturacollegataalpoloA.
Lacapacitdipendedallageometriadellearmatureedalleproprietfisichedell'isolanteinterposto.Perilcondensatorepiano,costituitodaduearmatureparalleledistantidelacuisuperficiehal'areaAfigurasiha
C=*A/d2.8
Dove,dettacostantedielettricaassolutadell'isolante,simisurainfaraddivisometro[F][m]1,
epuesserevistacomecapacitspecificadell'isolante(A=1m2,d=1m).
Perilvuoto(el'aria)vale8,85*1012F/m
Quandolacarica,quindilatensione,varia,nelbipoloc'unacorrenteche,comesipuintuire,haun'intensittantomaggiorequantopielevatalarapiditdivariazionedellacarica,quindidellatensione.Ilversodellacorrenteinoltrepositivoselacaricaaumenta,negativoselacaricadiminuisce.Percisipuscriverei(t)=C*rapidit_della_tensionechematematicamente,assumendolaconvenzionedell'utilizzatore,diventa
i(t)=C*duAB(t)/dt2.9
duAB(t)/dt,rappresentalarapidit_della_tensione,edladerivatadellatensionerispettoal
tempo:nellanotacheseguirbrevementespiegatoilconcettodiderivata.
QuandoduAB(t)/dt=0,cioincontinua,quandolatensionenonvaria,i(t)=0.
Latensionepernonnullaedilsuovaloredefiniscelacaricacheilcondensatorestaconservandoneltempo:
Q=C*UAB2.10
(Qlacaricapositivasull'armaturaA)
Ciportaadirecheincorrentecontinuailcondensatoreuncircuitoaperto.
Selacaricaaumenta,duAB(t)/dtpositiva,sediminuisceduAB(t)/dtnegativa
Seallorasicalcolalapotenzaentrantenelbipolo
p(t)=uAB(t)*i(t)=uAB(t)*C*duAB(t)/dt2.11
sipuosservarecheadunauAB(t)positivapucorrispondereunaduAB(t)/dt,quindiunai(t),sia
positivachenegativa.Lapotenzaelettricapudunquesiaentrarecheusciredalbipolo.Nelprimocasoilcondensatoreaccumulaenergiaelettrica,nelsecondocasolarestituisce.Nelprimocasosirinforzailcampoelettrico(sivedrilconcettonell'art.9)presentenelcondensatore,nelsecondosiindebolisce.Ilbilanciotral'energiaassorbitaequellacedutanell'intervalloditempo,agliestremidelqualeilcondensatorehalastessatensione,semprediparit:ilcondensatorenonconsumaenergiaelettricamalascambiasolamenteattraversoimorsetti.
Ilcondensatorepuessereparagonatoadunabombolachecontienegas(lacarica)sottopressione(latensione).
Lafig.2.4.illustrailbipolocondensatore.
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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Ilconcettodiderivata
Laderivatadiunagrandezzadipendentedaltempo,identificalasuavelocit,chepossiamodefinirecomemisuradellavariazionedellagrandezzanell'unitditempo.
Sey(t)lagrandezza,t=tftiunintervalloditempo,definiamovariazionelaquantitY=y(tf)y(ti).LavariazionemediaperunitditempoalloraY/t.Setpiccolissimosiscrivecondtelacorrispondentevariazionecondy.Lavariazionemediaperunitditempo,inquestopiccolissimointervallo,dy/dtecoincideconlavariazioneperunitditempochecaratterizzal'andamentodellagrandezzanell'istanteinternoaivicinissimitietfdell'intervallo
piccolissimodt:ilvalorecosottenutochiamatoderivatadiy(t).Nelgraficocartesianoy(t),tladerivatarappresentalapendenzadellatangenteallacurvanelpuntoconsiderato:laderivatanullaselatangenteorizzontale,tendeadunvaloreelevatissimo(sidiceinfinito)selatangentetendeadessereverticale.Leprecedenticonsiderazionicipermettonodivalutaregraficamenteladerivatainognipuntodiunacurva,considerandolapendenzadellarettatangenteallacurvanelpunto.
Potremoallorachiamare"velocitdellatensione"lasuaderivata,definendolacapacitCcomeilrapportotral'intensitdicorrenteelavelocitdellatensione.
Applicandounatensionealcondensatorel'intensitdicorrenteimmediatamentecalcolabile,senzabisognodiulterioriinformazionioccorresoloosservarecheadungradinoditensione(teoricamente:tensionechepassadaunvaloreadunaltroinuntemponullo)corrispondeunimpulsodicorrente(un'intensitinfinitaperuntemponullo).
Seinvecesiapplicaungeneratoredicorrente,percalcolarelatensionenecessarioconoscerneilvalorenell'istanteiniziale.Ilgeneratoredicorrentequaleiniettoredicaricheindipendentedallatensione,imponeunavariazionedellacaricapossedutadalcondensatorenell'istanteiniziale.
Lacaricaeffettivainundeterminatoistante,quindilatensione,dipendedunque,oltrechedalgeneratoredicorrente,anchedalvaloreinizialedellatensione.
Latensionelavariabiledistatodelcondensatoreenedefiniscel'energiaelettrostaticaimmagazzinata:
Wc=(1/2)*C*[uAB(t)]22.12
Selatensionecostantesihaovviamente
Wc=(1/2)*C*U2AB2.13
Es.2.2
Aduncondensatoreinizialmentescarico(Qi=0),costituitodaduearmaturedi2m2pianee
paralleleseparatedaunisolantedispessore0,5mm,lacuicostantedielettricarelativa50,applicata,per2secondi,unatensionecheparteda120Vecresceadunavelocitcostantedi1500V/s.
Calcolareilvaloredellacorrentedicaricadopol'istanteinizialeel'energiaimmagazzinatadopoi2secondi.
Lacostantedielettricarelativailrapportotralacostanteassolutadell'isolanteequelladelvuoto:r=/0
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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LacapacitdelcondensatoreC=r0*(A/d)=50*8,85*1012*2/(0,5*103)=1,77*106
F=1,77F(microFarad)
L'intensitdicorrentedicaricaI=C*velocit_tensione=1,77*1061500=2,66*103=2,66mA(milliampere),costante.
DopoduesecondilatensioneaicapidelcondensatorevaleU=U0+t*velocit_tensione=100+2*1500=3120V
L'energiaelettrostaticavaleWC=0,5*C*Uf2=0,5*1,77*3,122=8,61J.
SinotichelacaricafinalesulcondensatoreQf=C*Uf=1,77*3,6=5,52mC(milliCoulomb)
mentrelacaricatrasportatadallacorrentecostanteQI=I*t=2,66*2=5,31mC.Ladifferenzadi
21,2mCquellatrasportatadall'impulsodicorrentechesihanell'istanteiniziale,quandolatensionepassada0a120Vinuntemponullo(gradino).
Ilbipoloinduttore
E'ilbipoloaccumulatoredienergiaelettricasottoformadienergiamagneticachepuessereconsideratal'energiacineticaelettrica.
Ognielementocircuitalepercorsodacorrenteuninduttoreinquantocreauncampomagnetico.
La"quantitdicampomagnetico"denominataflussomagnetico(chesimisurainweber=volt*secondo:[Wb]=[V][s])concatenatoconl'induttore.Discuteremoquestagrandezzanell'articolofinaledelcorso.Peroracibastisaperecheproporzionaleall'intensitdicorrenteelacostantediproporzionalitsichiamacoefficientediautoinduzioneodinduttanza,comunementeindicataconL.
c(t)=L*i(t)2.14
Selacorrentevaria,aicapidell'induttoresimanifestaunatensioneproporzionaleallavelocitdivariazionedellacorrente.LacostantediproporzionalitproprioilcoefficientediautoinduzioneL.
L'unitdimisuradelcoefficientediautoinduzionesipuricavaredallarelazioneimpostataesi
chiamahenryedequivaleadohmmoltiplicatosecondo:[H]=[V][s][A]1=[][s].
Assumendolaconvenzionedell'utilizzatoreillegametralatensioneel'intensitdatodall'espressione,
uAB(t)=L*di(t)/dt2.15
E'matematicamenteidenticaall'espressionechelegacorrenteetensionenelcondensatoreincuipertensioneedintensitsonoscambiatediposizione.
Sipualloradirechel'induttanzaLilrapportotralatensioneelavelocitdellacorrente.
Poichl'intensitlegataallavelocitdispostamentodellecariche,sipudireanchechel'induttanzaLilrapportotralatensioneel'accelerazionecomunedellecariche:un'osservazionecheciinduceastabilireunaanalogiaconlamassadiuncorpoecheciinduceaparagonarel'induttoreadunvolano,l'organomeccanicocheimmagazzinaenergiacinetica.
Tuttocichesidettoperlatensionesulcondensatorevalidoperl'intensitdicorrentenell'induttore.Sel'intensitdicorrente,quindiilflussomagnetico,costante,aicapidell'induttorenonc'alcunatensione.
Ciportaadirechel'induttoreincorrentecontinuauncortocircuito.
Seilflussoaumentadi(t)/dtpositiva,sediminuiscedi(t)/dtnegativa
Seallorasicalcolalapotenzaentrantenelbipolo
p(t)=i(t)*uAB(t)=i(t)*L*di(t)/dt2.16
Sipualloradirechel'induttanzaLilrapportotralatensioneelavelocitdellacorrente.
Poichl'intensitlegataallavelocitdispostamentodellecariche,sipudireanchechel'induttanzaLilrapportotralatensioneel'accelerazionecomunedellecariche:un'osservazionecheciinduceastabilireunaanalogiaconlamassadiuncorpoecheciinduceaparagonarel'induttoreadunvolano,l'organomeccanicocheimmagazzinaenergiacinetica.
Tuttocichesidettoperlatensionesulcondensatorevalidoperl'intensitdicorrente
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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nell'induttore.Sel'intensitdicorrente,quindiilflussomagnetico,costante,aicapidell'induttorenonc'alcunatensione.
Ciportaadirechel'induttoreincorrentecontinuauncortocircuito.
Seilflussoaumentadi(t)/dtpositiva,sediminuiscedi(t)/dtnegativa
Seallorasicalcolalapotenzaentrantenelbipolo
Sel'induttorealimentatodaungeneratoredicorrentelatensioneimmediatamentecalcolabile,seinvecealimentatodaungeneratoreditensionepercalcolarel'intensitdicorrentenecessarioconoscereilvalorecheessaavevaall'istanteinizialediapplicazionedelgeneratore.L'intensitdicorrentedunquelavariabilechenedefiniscelostato.
L'energiamagneticadell'induttorenelgenericoistantetsiricavaconunaespressionedeltipo
WL=(1/2)*L*[i(t)]22.17
Edincontinua
WL=(1/2)*L*I22.18
Ilcoefficientediautoinduzione(oinduttanza)dipendedallecaratteristichegeometriche,dallerotazionicompletedellacorrente,dalleproprietfisichedelmezzoincuisisviluppailcampomagnetico.
SeconsideriamounavvolgimentodiNspire,diformacircolare(avvolgimentotoroidale)dilunghezzamedialesezioneA,l'espressionedeltipo
L=N2**A/l2.19
Dovelapermeabilitmagneticaassolutadelmezzoincuisiinstaurailcampomagnetico.
Perilvuoto(el'aria)vale4*107H/m
Ritorneremosuquestegrandezzequandoaffronteremoconmaggioridettaglilostudiodelcampomagnetico(art.10)
Lafig.2.5.mostrailbipoloinduttore
Es.2.3
InunsolenoideinariadiN=10000spiredilunghezzal=2mdisezioneA=10cm2,l'intensitdicorrentepassadalvaloredi1Aalvaloredi11Ain10millisecondiconunvariazionecostante.Calcolarelatensioneaicapidelsolenoideedilvaloredell'energiamagnetica.
PerrisponderealleduedomandenecessariocalcolareilcoefficientediautoinduzioneL.Poichinpraticalapermeabilitdell'ariaugualeaquelladelvuotosiha:
L=0*N2*A/l=4*107*108*103/2=2*102H
Lavelocitdicrescitadellacorrentecostanteevale
di(t)/dt=(IfinaleIiniziale)/tempo=(111)/102=1000A/s
LatensioneuAB(t)aicapidelsolenoideconsiderandochesiaAilterminaledacuientrala
correntecostanteperquell'intervalloditempoevale
UAB=L*di(t)/dt=2*102*1000=20=62,8V
L'energiamagneticafinale
Wm=0,5*L*I2=0,5*2*102*112=7,6J
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31/5/2015 BipoliElectroYou
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fig.2.5
Conclusioni
Ibipolidescrittisonosufficientiperrappresentaretuttiifenomenienergeticidiunqualsiasicircuitoelettricoodelettronicocomunquecomplesso.
L'analisideicircuitisarsviluppataneiprossimiarticoliquivogliamoriassumereilruolosvoltodaibipoliesaminatineicircuiti.
Generatoriedutilizzatorisonolesorgentiedipozzidell'universoelettromagnetico.
Ilcampoelettromagnetico,comeunacinghiachetrasferisceenergiameccanicatraduepulegge,trasferiscel'energiacheentradallesuesorgentiaipozzichelarichiedono,regolandoiltrasferimentopermezzodeisuoiaccumulatoriinterni:ilcondensatoreel'induttorecheesistonounicamentenell'universoelettromagnetico.
Ilpozzopermanentementepresente,affamatodienergiacuiinesorabilmentetogliepartedellacapacitditrasformarsi,ilresistenzacherappresentailcosmicoeffettotermicocui,tramiteilconcettodientropia,legatalafrecciadeltempo(fig.2.6).
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diMitch1978,16giornifa
Laringrazioprofessoreperlacorteserisposta.Rispondi
diadmin,17giornifa
Perognibipolosipustabilirelaconvenzionechesidesidera,arbitrariamente.Bastapoiscrivereconilsegnocorrettol'equazionechelodefinisce.Si,conlafrecciaversoBlatensionedeveessereindicataconVBA.L'articolostatorevisionatoqui
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diMitch1978,17giornifa
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31/5/2015 BipoliElectroYou
http://www.electroyou.it/vis_resource.php?section=ArtCorso&id=7 11/13
nellafiguradell'induttorecredodiavertrovatounerroreinconvenzionegeneratorelafrecciaverdedovrebbeindicareVbaenonVab,corretto?graziemilleancoraperladisponibilit
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diMitch1978,17giornifa
Salveprofessore,mauninduttore,inseritoinunaretefunzionanteinregimesinusoidalesicomportaalternativamentedautilizzatore(immagazzinaenergiaperformareilcampomagnetico)edageneratore
(cedel'enrgiaimmagazzinata)comepossibilestabilireperessounaconvenzioneunivoca?Seloconsideroutilizzatorel'equazionedibipolodeveessereprivatadelsegnomeno?...(Lenzdovrebbevalerecomunqueono?).Speroinsuointerventochiarificatore.graziemille!!!
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diasdf,4annifa
articolomoltoesaurienteeschematico..lorileggerpiapprofonditamentealpipresto..
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diSandro,5annifa
salve,primadituttovivorreiringraziareimmensamentepertuttoquellochesitrovainquestosito,unaveraminiera!Vorreipersegnalarechenellasezionedell'Induttorec'unaparteditestochevieneripetutaduevolte.Poic'un'altracosachenoncapisco:perchindicateilsimbolodell'ohmconW?
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diadmin,6annifa
Dario,iononcapiscolatuadomanda.Latemperaturacalcolatainbaseallaformula2.6elapotenzadiunaresistenzacuiappplicatalatensioneU,latensionealquadratodivisolaresistenza:nonaltro
chelaleggediJoule.Rispondi
diDario,6annifa
BuonaseraProfessore.Levorreiporreunadomandasempliceperlaqualeperholettoerilettocercandoindiziperrisolverel'esercizio2.1.Nonriescoacapirelapartedell'esercizionellaqualeleicalcolalatemperaturadifunzionamento.Nonriescoacapiredicosasitrattiecomemainellasuasoluzionec'l'energiapotenzialeelevataallaseconda.
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diadmin,8annifa
Qualetipodiaiuto?Unsuggerimentoolosvolgimento?Datocheconosciilcoefficienteditemperatura(indichiamoloconalfa)puoiscriverelaseguenteuguaglianza
R20/R60=(1+alfa*20/(1+alfa*60)....Rispondi
diantonio,8annifa
gentileprofessoremipuaiutareconquestoproblema?"unconduttorefiliformelungo19mdisezionecostanteparia1mmquadro,presenta,allatemperaturad20gradiC,unaresistenzadi0.5ohm.conoscendoilvaloredelcoefficienteditemperaturaa0gradiC,calcolarelaresistenzadelconduttoreallatemperaturadi60gradiC
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diAlfredoC,9annifa
Gent.moprofMartini,isuoiappuntisonoutilissimiperchicomemenonnecapiscenientee,ahim,costrettoastudiaresudispenseinsufficientidelproprioprof.Volevofarlenotarecheesisteun'imperfezioneall'es.2.2sulcondensatore.tuttoqui.Arrivederciegrazie.
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diadmin,9annifa
Caropaurizio
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31/5/2015 BipoliElectroYou
http://www.electroyou.it/vis_resource.php?section=ArtCorso&id=7 12/13
Sel'attenzionechededichialtestosimileaquellachehaiperilnomedell'autore...(ilmiocognomeMartini,nonZeni.IlnomeZeno).Apartelabattuta,che,spero,miperdonerai,eroconvintocheiltestolospiegasse.Oranonsocosariusciradiredipiedinuovo.Cipossoprovare,invitandotianchealeggerequestarispostaesistentenelsito.Generatoredicorrenteegeneratoreditensionenonsonoduemacchinediversemaduemodidivederesemprelastessamacchina:quellachechiamiamogeneratoreelettrico.Seduranteilfunzionamentodellamacchinapossiamoriteneretrascurabilelavariazioneditensionenonostantecisianonotevolivariazionidicorrente,siparladigeneratoreditensione.Seinvecesuccedeilcontrario,sihannociotrascurabilivariazionidicorrenteenotevolivariazioniditensione,siparladigeneratoredicorrente.Tuttoqui.Generatoriditensionesonolareteelettrica,edinormalialimentatoriusaticorrettamentegeneratoredicorrente,adesempio,unalimentatoredalaboratorioinbaseallacorrenteditaraturafissataperl'interventodellaprotezione:secisicollegauncaricodiresistenzacomunquebassalacorrenterimarrfissaalvaloreditaratura,mentrelatensionevaria.Unfenomenofisicomoltocomuneequiparabileadungeneratoredicorrenteadesempioilfulmine.Comunque,ognigeneratorechepufunzionaresenzadanneggiarsiincondizionidicortocircuito,ungeneratoredicorrente.Tuttiquellicheinveceperfunzionaresenzadanneggiarsidevonoesseremoltodistantidallacondizionidicortocircuito,sonogeneratoriditensione.Equestiultimi,almenodalpuntodivistadellaproduzionedell'energiaelettrica,sonolamaggioranza.
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dipaurizio,9annifa
buongiornoprof.Zeni,nonriescobeneacapirecosasiaesattamenteungeneratoredicorrente.capiscodifferenzatracorrenteetensione,perpensavochequandosihaunpassaggiodicorrenteattraversounconduttoresihasemprelacreazionediunadifferenzadipotenziale.potrebbefarmiunesempiodigeneratoredicorrente?graziemille
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diEdoardo,9annifa
Gentileprof.ZenoMartiniSonounragazzoalleprimissimearmiconl'elettrotecnica.Scusiperladomandadaignorantemanelcapitoloinerenteaibipolinell'es.2.1quandodice"Ilfilamentoditungsteno,lungo10cmemisurandolasuaresistenzaa0Csitrovaunvaloredi39ohm"qual'ilprocedimentomatematicodaseguirepertrovarequestovaloredi39ohm?Potrebbeaiutarmi?Grazie
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diadmin,9annifa
Lacorrentediconduzioneinfattinon"circola"neldielettrico.Lacorrentesihasoloneiconduttoricollegatiallearmature.Llecariche,chesonoglielettroni,arrivanoelsifermano.Quandolaforzadirepulsionedellacaricaaccumulatasull'armaturanegativataledaimpedirel'afflussodiulteriorielettroni,lacorrenteneiconduttorisiannulla.Neldielettricononc'alcunpassaggiodicariche,nduranteiltransitorionduranteun'applicazioneditensionealternata,perchnegliisolantinoncisonocarichelibere.Negliisolantimaterialilecarichecisonoimprigionatenegliatomi.Ilcampoelettricochesiformanell'isolanteperl'accumulodicarichesullearmature,produceun'azionesuquestecarichechedeformandoelettricamentelemolecole,squilibrandoladistribuzionedellacaricainternaconlacreazionediunazonaaprevalenzapositivaedunaaprevalenzanegativa.Incertiisolantilemolecolepossiedonogi,puressendoelettricamenteneutre,unazonapositivaedunanegativa(molecolepolariosemplicementedipoli).L'azionedelcampoelettricoalloraquelladiorientamentodeidipoli.Ladeformazioneeletttricasubitaditipoelasticoedilmaterialetornaadassumerelaconfigurazioneelettricadipartenzaquandocessal'azionedelcampoelettrico,cioquandolearmaturedelcondensatoresiscaricano.Cosachesiottienecollegandolemetallicamentetraloro,permettendoaglielettronidell'armaturanegativadineutralizzarelacaricapositivadell'altraarmatura.Durantequestafase,cheiltransitoriodiscarica,esisteunacorrente,masempreneiconduttoricollegatiallearmature.
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31/5/2015 BipoliElectroYou
http://www.electroyou.it/vis_resource.php?section=ArtCorso&id=7 13/13
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All'internodeidielettricimaterialinonc'dunquemaialcunacorrentediconduzione.C'perladeformazioneelasticadellastrutturaelettricapereffettodelcampoelettrico,dettapolarizzazione.Quandoilcampoelettricovaria,varialapolarizzazione,variazionechecorrispondeadunospostamentodicarica.Siparlaintalcasodicorrentedispostamento.
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diSandro,9annifa
Essendoildielettricounisolante,comefa,duranteiltransitorio,acircolarecorrente?Rispondi
InserisciuncommentoPerinserirecommentinecessarioiscriversiadElectroYou.Seseigiiscritto,effettuaillogin.