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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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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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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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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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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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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

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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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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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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17 CommentienoteInserisciuncommento

diMitch1978,16giornifa

Laringrazioprofessoreperlacorteserisposta.Rispondi

diadmin,17giornifa

Perognibipolosipustabilirelaconvenzionechesidesidera,arbitrariamente.Bastapoiscrivereconilsegnocorrettol'equazionechelodefinisce.Si,conlafrecciaversoBlatensionedeveessereindicataconVBA.L'articolostatorevisionatoqui

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diMitch1978,17giornifa

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

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.

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.