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sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[31] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto UtenteStokes » 4 mar 2015, 17:57

Questa frase finale me la segno :ok:
Che dire? Solo grazie da parte mia e di chi leggerà questa discussione (e qualche migliaia di altre). Spero di non averle fatto perdere troppo tempo, ma del resto i professori servono a questo, quindi le tocca :mrgreen:
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[32] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto Utenteadmin » 4 mar 2015, 18:13

Non ho problemi con il tempo: non sono tra coloro che devono consultare la propria agenda per vedere se hanno qualche ritaglio libero. A me fa piacere poter rispondere e quando mi sembra di essere in grado di farlo lo faccio. Mi devo limitare però a cose molto semplici e già di fronte ad un BJT mi fermo e lascio la parola a chi ne sa molto più di me.
Ad ogni modo se ritieni che questa discussione ti sia servita e possa servire ad altri, non può che farmi piacere. :ok:
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[33] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 mar 2015, 20:16

Stokes ha scritto:...l'esempio che avevo fatto del BJT con una corrente di base forzata era mirato proprio a sottolineare questo aspetto...


Un po' ondivago, in [14] tiri fuori il problema del BJT, poi quando ti chiedo di fare un esempio completo in [18] dici che non si parlava di BJT. Adesso ricompaiono :-)

Il circuito che ho presentato in [17] secondo me lo si riesce a risolvere con la sovrapposizione degli effetti, e avevo anche dato una indicazione della soluzione, servono due partitori di corrente.

Se credi che sia sbagliato, mostrami perche' non va. Se provi a farlo e vedi come si fa, hai imparato qualcosa di nuovo!

La domanda se la sovrappposizione degli effetti (senza generatori dipendenti) funziona anche nella realta` e` una domanda interessante: nella realta` elettronica la sovrapposizione degli effetti non funziona MAI, non la si puo` applicare in laboratorio su un circuito.

Invece applicata ai modelli di calcolo funziona benissimo. Anche solo nell'elettrotecnica la sovrapposizione non funziona sempre, ma ho l'impressione che funzioni piu` spesso che in elettronica.

Se poi si considerano circuiti con generatori pilotati, allora, oltre alle ragioni gia` dette prima, la risposta e` semplice: nella realta` non funziona MAI perche' i generatori pilotati nella realta` non esistono.
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[34] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto UtenteStokes » 5 mar 2015, 14:47

L'esempio del BJT, ripeto, era mirato più che altro a evidenziare che tale componente ha un circuito equivalente comprendente un generatore pilotato: avrei potuto dire anche FET, non sarebbe cambiato niente (me ne intendo comunque molto poco, sia degli uni che degli altri :mrgreen: ). Comunque, provo volentieri a risolvere l'esercizio che hai proposto. Vediamo se ho capito bene quello che vuoi dire: scompongo il circuito in questo modo


da cui mi risulta i'_b = -I_c \frac{R_c+R_e}{R_c+R_e+R_\pi +R_f} = -I_c \frac{Rc+Re}{R_t}

e i''_b = I_i_n \frac{R_c+R_f}{R_c+R_e+R_\pi +R_f} = I_i_n \frac{Rc+Rf}{R_t}

da cui i_b = i'_b + i''_b = I_i_n \frac{Rc+Rf}{R_t + \beta(R_c+R_e)}

perciò V_o = [I_i_n - (\beta+1)i_b]\cdot R_c

ovvero mi viene una transresistenza (si dice così?) pari a

R_c[1-\frac{(\beta+1)(R_c+R_f)}{R_\pi + R_f + (\beta+1)(R_c + R_e)}]
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[35] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 6 mar 2015, 8:14

Si`, e` giusto. Anche se ci sono generatori pilotati lineari, la sovrapposizione degli effetti, spegnendo i generatori pilotati, si puo` fare.

Per i curiosi, ridisegno lo schema cosi`, in questo modo si vede che sono solo due partitori di corrente e due generatori.



Anche per Vo scrivo i due contributi dati dalla sovrapposizione dei due generatori: V'_o=-I_c \frac{R_f+R_\pi}{R_f+R_\pi+R_e+R_c}R_c=-I_c \frac{R_f+R_\pi}{R_t}R_c e per il contributo della corrente di ingresso si ha V''_o=I_{in}\frac{R_\pi+R_e}{R_f+R_\pi+R_e+R_c}R_c=I_{in} \frac{R_\pi+R_e}{R_t}R_c e quindi sommando i due contributi V_o=-R_c \frac{R_f+R_\pi}{R_t}I_c+R_c \frac{R_\pi+R_e}{R_t}I_{in}

In pratica ho scritto I_b=AI_c+BI_{in} e poi V_o=CI_c+DI_{in} e questa e` la sovrapposizione degli effetti. Alla fine ci si ricorda che I_c=\beta I_b si aggiunge questo vincolo e si ha la soluzione, che viene "complicata" in forma analitica perche' quello e` un circuito complicato, con due retroazioni.

Ovviamente se ci sono delle scorciatoie, come calcolare la corrente attraverso Rc come hai fatto nel messaggio precedente, si possono usare. La risoluzione che ho postato e` per far vedere i contributi separati di Ic e Iin su Vo.

In generale non conviene sviluppare le espressioni letterali, c'e` troppo da scrivere. Si imposta il problema in forma letterale, poi appena possibile si passa in forma numerica, tenendo dentro le espressioni le unita` di misura, cosi` si fa un controllo dimensionale su quanto si scrive.

E il risultato viene una transresistenza, il rapporto fra la tensione di uscita e la corrente di ingreso.
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[36] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto UtenteStokes » 6 mar 2015, 15:31

IsidoroKZ ha scritto:In pratica ho scritto I_b=AI_c+BI_{in} e poi V_o=CI_c+DI_{in} e questa e` la sovrapposizione degli effetti.

Proprio questo mi sfuggiva: consideravo valida la sovrapposizione solo se applicabile contemporaneamente anche nella realtà, mentre è da intendersi come un metodo matematico; l'importante non è la coerenza del procedimento con quanto effettivamente avviene in pratica, ma la coerenza dei risultati.
A questo punto concludo postando una soluzione alternativa, più classica se vogliamo, ovvero con il caro vecchio teorema di Thevenin, in modo da mostrare che il risultato è effettivamente giusto (e poi avevo già preparato schemi e formule e mi dispiaceva cestinarli! :D ).

La tensione del punto A verso "massa" (lo so che è sbagliato, ma lo dicono quasi tutti :mrgreen: ) è la tensione a vuoto e vale V_T_h = R_e I_in + R_\pi i_b - R_f \beta i_b ; ma (\beta + 1) i_b = I_i_n e quindi

V_T_h = R_e I_i_n + \frac{(R_\pi - \beta R_f) \cdot I_i_n}{\beta +1}

Dopodichè, calcolo la resistenza equivalente vista da A al solito modo:

risulta R_T_h = R_e + \frac{R_f + R_\pi}{\beta +1}

e allora V_o = V_T_h \frac{R_c}{R_c + R_T_h} = \frac{R_c[(\beta +1)R_e + R_\pi - \beta R_f]}{(\beta +1)(R_c + R_e) +R_f + R_\pi}

Che, si verifica facilmente, è uguale alla soluzione di prima (e meno male :mrgreen: )
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[37] Re: sovrapposizione degli effetti e generatori pilotati

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 12 mar 2015, 9:40

Stokes ha scritto: l'importante non è la coerenza del procedimento con quanto effettivamente avviene in pratica, ma la coerenza dei risultati.

Certo! Se sostituisci un generatore pilotato con uno indipendente ti allontani dal circuito originale, lo cambi. Peraltro nella realtà il circuito non ha un generatore dipendente, quello è solo un nostro modello. E tanto meno ha Ic linearmente dipendente da Ib.

Per la soluzione dei circuiti con retroazine a prelievo di tensione, specie se sono piu complicati di questo, conviene spesso passare all'equivalente Norton. Calcoli la corrente di cortocircuito, cosa facile perché il corto elimina la retroazione. Poi calcoli l'impedenza di uscita usando un generatore di tensione che di nuovo elimina la retroazione.

A dire il vero con un generatore di prova di tensione si trova l'ammettenza, ma un reciproco non è complicato da fare.
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