Adattamento di impedenza

[giorgiodavid]

Mi sono dimenticato alcune cose... vediamo se mi riuscite a rinfrescare le idee...

Ammettiamo un semplice circuito con generatore in continua, resistenza interna, resistenza di adattamento e resistenza di carico. Tutto ok sul fatto del calcolo dell'adattamento di impedenza... è chiaro come, matematicamente, la somma della resistenza interna e della resistenza di adattamento debba essere uguale alla resistenza di carico per ottenere il maggior trasferimento di potenza al carico. Ma quello che mi sfugge è: cosa vuol dire trasferire il massimo della potenza? O meglio, cosa succede al generatore quando si è nelle "migliori condizioni" di adattamento di impedenza?

Non so se è chiaro il mio dubbio, casomai integrerò l'argomentazione con le vostre domande, grazie.

[g.schgor]

cosa vuol dire trasferire il massimo della potenza?

Piu' che una spiegazione penso sia utile un esempio:

MaxPot.GIF (2.93 KiB) Osservato 11452 volte

V e' la tensione di un generatore con resistenza interna Ri e resistenza
di carico Rc variabile.
Calcolando la potenza utile su tale carico, si vede che ha un massimo
quando Rc=Ri (ovviamente cio' significa che altrettanta potenza va perduta
nel generatore!)

[giorgiodavid]

Forse è la mia domanda posta male oppure è contorta... quello che mi hai scritto era chiaro , il fatto è che non riesco a trovare un caso pratico dove adattare l'impedenza sia la cosa migliore... l'unico caso che mi viene in mente dove è utile adattare l'impedenza è quello dell'antenne radio. Voglio dire, in termini di consumi da parte del generatore, non vedo il vantaggio di adattare l'impedenza, poiché appare ovvio che, maggiore sia la resistenza di carico e minore sarà la corrente, quindi la potenza generata, e consumata, dal generatore.

Il caso pratico che mi si poneva pur parle, era questo: dura di più una batteria o più batterie in serie che alimentano un carico fisso? Ovviamente interponendo una resistenza per limitare la corrente... la mia risposta "al volo" è stata questa: se il carico è fisso, anche la corrente che circola in esso è sempre quella, quindi se ho una batteria sola o più batterie in serie, nel circuito devo far circolare sempre la stessa corrente, quindi, secondo me, la durata delle batterie, a parità di caratteristiche, è sempre la stessa. Poi mi sono sorti i dubbi a causa della resistenza interna e dell'adattamento di impedenza, ed ecco il dubbio sull'adattamento.

[g.schgor]

non vedo il vantaggio di adattare l'impedenza

Infatti l'adattamento di impedenza e' applicato praticamente solo nei casi in cui
interessa solo di fornire all'utilizzazione il massimo della potenza possibile
(tipico per linee di telecomunicazione e per gli altoparlanti )
Nel caso degli altoparlanti poi non si spreca potenza perche' l'adattatore e' un
trasformatore (adatto ovviamente alle frequenze foniche) che al primario ha
l'impedenza del generatore e al secondario quella dell'utilizzatore.

Il caso della batteria e' diverso: la sua resistenza interna e' bassissima e non
e' pensabile di mettere un carico equivalente (scoppierebbe per massima corrente!)
Anzi per un buon uso, dalla batteria dovrebbe essere prelevata una corrente che non
la scarichi in meno di 10 ore.

[giorgiodavid]

Certo... ma il tutto nasce da una domanda "curiosa" di un mio capo che chiedeva: "Voglio sapere se per alimentare un led dura di più una batteria o più batterie in serie." Questa era la domanda di concetto, ma quello che non riusciva a capire era il perché alcuni circuiti venissero alimentati da 3 batterie da 1,2V oppure da 6 batterie da 1,2V oppure da 10 batterie da 1,2V. Secondo lui c'era una motivazione di durata, ma io gli ho risposto che è solo una convenzione per poter utilizzare certe tensioni standard come, per esempio, la 12V oppure la 9V.
Quindi, a parte il dimensionamento più o meno corretto della batteria, se circola una determinata corrente in una o più batterie in serie, la singola scarica è la stessa. Una batteria da 1,2V 1000mA/h avrà la stessa durata di più batterie in serie in cui circola la stessa corrente. L'unica differenza che trovoè economica... tralasciando il considerare le tensioni standard, più batterie ci sono e più costa il generatore, pur durando lo stesso tempo. Quindi, se fosse possibile, sarebbe meglio usare una batteria che 10 in serie, per alimentare il carico.

[g.schgor]

Voglio sapere se per alimentare un led dura di più una batteria o più batterie in serie.

La domanda non e' banale. A parte le considerazioni sulle tensioni standard delle batterie,
bisognerebbe esaminare il comportamento di queste sotto il profilo del loro "rendimento"
ai vari regimi di scarica
Vedi questa nota:
http://www.gizmology.net/batteries.htm
Purtroppo i fornitori si guardano bene dal fornire tali dati (coefficiente di Peukert), ma
per un dato prelievo di corrente, puo' darsi che in effetti ci possa essere una differenza.


.

[mctn]

non vedo il vantaggio di adattare l'impedenza

Infatti l'adattamento di impedenza e' applicato praticamente solo nei casi in cui
interessa solo di fornire all'utilizzazione il massimo della potenza possibile
(tipico per linee di telecomunicazione e per gli altoparlanti )

Qual è invece lo scopo dell'adattamento di impedenza che si pratica quando si imposta a 50 Ohm la resistenza di ingresso di un oscilloscopio a cui si collega un generatore di forme d'onda tramite cavo BNC-BNC?

[g.schgor]

(risp. a mctn)
Credo possa rientrare nei casi citati.

[TardoFreak]

Se non ricordo male il cavo in questione e' da considerarsi come una linea di trasmissione. Se l' impedenza non e' adattata si verificano fenomeni di riflessione nel cavo.

[quenci]

Qual è invece lo scopo dell'adattamento di impedenza che si pratica quando si imposta a 50 Ohm la resistenza di ingresso di un oscilloscopio a cui si collega un generatore di forme d'onda tramite cavo BNC-BNC?

Oscilloscopio.

Credo che il concetto sia sempre lo stesso, cioè se hai un gen. di funzioni con uscita a 50ohm devi mettergli un carico adattato a 50ohm se vuoi vedere le forme d'onda corrette.
Ma nessuno ti vieta di mettere dei carichi diversi, al massimo vedrai delle onde quadre un po' distorte o delle sinusoidi con ampiezze "inaspettate" alle varie frequenze.

Certo è che non devi scendere troppo in valore ohmico sull'impedenza di carico, pena la possibile distruzione dei finali del generatore di funzioni (mi è già successo... ).