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Concetti base elettrotecnica

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

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[1] Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto UtenteAntofilo » 5 mar 2012, 17:33

Ciao a tutti,
qualcuno di Voi sicuramente si ricorda delle mie castronerie di elettrotecnica, scritte su questo generoso forum, al fine di chiedere un aiuto a Voi per cercare di passare un esame (l'ultimo!?) che non ho mai digerito e, cosa più assurda, del quale non ho mai frequentato (ricordo che la mia elettrotecnica è del corso di ing. chimica). Da allora mi sono messo di sana pazienza, e tra biblioteca e internet, ho cercato di capire qualcosa, partendo proprio dalle basi. Non volendo cominciare con le cose davvero difficili (argomento pure del mio esame), Vi chiedo se potreste controllare se ciò che scrivo di seguito è esatto.
In primo luogo ho cercato di capire cos'è in elettrotecnica una resistenza (questa cosa non è tanto complicata anche per chi ha familiarità con altre materie scientifiche, in quanto il concetto è quello...): essa rappresenta una grandezza scalare e misura la tendenza di un conduttore ad opporsi al passaggio di corrente elettrica se è sottoposto ad una tensione. Questo concetto è messo in luce dalla legge di Ohm, infatti R = V/I per resistenze ideali.
Un altro concetto importante è la tensione elettrica. Qui mi sono aiutato con un altro concetto ingegneristico, quello della pressione idraulica. In particolare ho capito che cariche elettriche che sono poste a due punti di differenza di potenziale diversi, muovendosi dal pt a maggiore tensione a quello a minore, riescono a produrre un lavoro, così come un liquido che va da un serbatoio alto ad uno basso, passando da una turbina;

Se, analizzando il circuito di seguito, provo a calcolare Req, potete dirmi se faccio giusto?



Dati: R1 = 1; R2 = R3 = 2 in Ω

Noto che le resistenze R2 e R3 sono in serie tra loro e che tutte e tre le resistenze sono in parallelo. Calcolare la Req non credo sia difficile (in questo caso) anche per me!
Eseguo il calcolo in questo modo: calcolo prima la serie R2 + R3 e poi il parallelo con R1. Quindi Req = (1/(R2 + R3)) + (1/R1) = 1/4 + 1 = 5/4 Ω.
Sperando sia esatto, ora vorrei passare ad una cosa più "seria". Che relazione posso scrivere tra le correnti, le tensioni in questo circuito? Cioè è vero per caso che quando la corrente I arriva al Pt C, questa si divide (il rapporto dipende dalle due "vie che può prendere", cioè in relazione alle resistenze che andrà a trovare), per poi ritornare uguale al punto D?
E' pure vero che quando due resistenze sono collegate in serie, sono attraversate dalla stessa corrente, ma hanno la stessa caduta di potenziale, che è esattamente l'opposto di ciò che succede a due resistenze in parallelo le quali non sono attraversate (tranne una eccezione, cioè quando nei due rami del parallelo ci sono le stesse resistenze) da stessa corrente, ma hanno uguale caduta di potenziale?
Spero possiate aiutarmi, dicendomi se sbaglio ancora e se si dove.

Ciao e grazie a tutti,
Anto
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[2] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto UtenteLele_u_biddrazzu » 5 mar 2012, 18:10

Antofilo ha scritto:...resistenze ideali...


La resistenza è una grandezza data dal rapporto tra d.d.p. ai capi di un bipolo e la corrente che lo attraversa... cosa intendi per resistenza "ideale"?

Antofilo ha scritto:...Quindi Req = (1/(R2 + R3)) + (1/R1) = 1/4 + 1 = 5/4 Ω.
Sperando sia esatto...


Non è esatto... prova a fare un controllo dimensionale :!:

Antofilo ha scritto:...E' pure vero che quando due resistenze sono collegate in serie, sono attraversate dalla stessa corrente, ma hanno la stessa caduta di potenziale...


Due resistori in serie sono attraversati dalla stessa corrente ma presentano in genere ai loro capi diverse d.d.p. :!:
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[3] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto Utentelillo » 5 mar 2012, 18:35

quella scritta è la conduttanza equivalente ;-)
inverti il risultato e trovi la resistenza equivalente.
Due resistenze in serie sono attraversate dalla stessa corrente, ma non possono avere la stessa tensione ai loro capi (a meno che non siano uguali, ma i casi limite lasciamoceli per ultimi :ok: )
D'altronde hai scritto tu stesso la legge di Ohm:
Foto UtenteAntofilo ha scritto:..infatti R = V/I...

e quei tre parametri te li giochi a piacere in funzione di quello che cerchi:

ora se ti dicessi che:
I=10\; \text {A}
R_1=1\; \Omega
R_2=2\; \Omega
quanto valgono le tensioni ai capi delle resistenze :?:
poi vediamo perché ho messo quei "+"....
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[4] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto UtenteAntofilo » 5 mar 2012, 19:09

Ciao, grazie per le risposte.
Allora le tensioni ai capi delle resistenze le calcolerei così:

V = R * I, quindi

V1 = 1 * 10 = 10V
V2 = 2 * 10 = 20 V

Giusto?

Posso fare che Vtot = V1 + V2??

Grazie
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[5] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto Utentelillo » 5 mar 2012, 19:34

perfetto :ok:
Foto UtenteAntofilo ha scritto:Posso fare che Vtot = V1 + V2??

certo che lo puoi fare.
in questo modo trovi la tensione ai capi della resistenza equivalente.
Il mio esempio era per mostrarti che due resistenze in serie sono attraversate dalla stessa corrente, ma non hanno la stessa tensione ai loro capi.
Ora torniamo al tuo primo dubbio:
Che relazione posso scrivere tra le correnti, le tensioni in questo circuito?

allora:
innanzitutto devi dirmi se hai capito l'errore nel calcolo della resistenza equivalente.
Se così fosse vi sarebbe il partitore di corrente, ma forse è troppo precipitoso. In alternativa prova così:
-calcola la resistenza equivalente.
-calcola la tensione ai capi della resistenza equivalente V_{CD}.
-trovata V_{CD} puoi calcolare la corrente circolante in R1 e quella circolante nella serie R2 e R3.
-trai le conclusioni

EDIT:
non usare quel simbolo per i prodotti:
o non ci metti nulla:
V=RI
o se proprio ci tieni:
Codice: Seleziona tutto
V=R\cdot I

che visualizza:
V=R\cdot I
inoltre per i pedici:
Codice: Seleziona tutto
V_{1}

e si vedrà:
V_{1}
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[6] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto UtenteAntofilo » 5 mar 2012, 19:59

Mi occupo prima del mio errore nel calcolo della Req: ho riconosciuto in R2 e R3 una serie di resistenze. Quindi prima di fare qualcos'altro mi calcolo la serie tra le due resistenze (chiamo la risultante come Rserie).

Rserie = R2 + R3 = 2 + 2= 4Ω

Ora la Rserie e R1 sono in parallelo tra di loro. Posso calcolare la Req come:

1/Req = (1/Rserie) + (1/R1) = 1/4 + 1 = 5/4 Ω (alla meno 1)

quindi Req = 4/5Ω

Spero ora sia corretto.
Credo sia meglio lasciare il partitore a tra un po', andiamo per gradi!
Allora, mi suggerisci, dopo aver trovato la Resistenza Equivalente, di calcolare la Tensione ai capi della resistenza equivalente Vcd. Credo sia giusto applicare Ohm, cioè
R = V / I ----------> Vcd = I * Req = 10 * 4/5 = 8 V
Ora dovrei calcolare la Corrente circolante in R1 e nella serie R2 e R3.
Uso ancora la formula di Ohm. Di seguito chiamerò I1 la corrente circolante nella resistenza R1 e I2 la corrente circolante nella serie R2, R3.

I1 = Vcd / R1 = 8 / 1 = 8A
I2 = Vcd / Rserie = 8/4 = 2A

Trovo che I = I1 + I2


Ho fatto giusto?!

Grazie
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[7] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto Utentelillo » 5 mar 2012, 20:11

:-)
hai fatto giusto :mrgreen:
ma..... perché hai messo V_{CD} in quel verso nel disegno :?:
comunque ora devo andare (the work call) leggerò in nottata la tua risposta.
ovviamente qualcun altro potrebbe continuare il discorso.
O_/
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[8] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto UtenteAntofilo » 5 mar 2012, 21:29

Vediamo se riesco a rispondere.
I versi della tensione e della Corrente sono messi in relazione da delle convenzioni. Non so dire se sono le uniche, ma le più importanti (quelle che conosco) sono quell'utilizzatore e quella del generatore. Nella convenzione dell'utilizzatore i versi della corrente e della tensione sono opposti, mentre nella convenzione del generatore i versi sono concordi.
Dunque per rispondere alla tua domanda io avrei (indirettamente) la convenzione del generatore.

Ho sbagliato?!

Grazie
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[9] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto Utentelillo » 6 mar 2012, 10:36

le convenzioni che hai citato sono le uniche che conosco. Il termine stesso mi ha sempre fatto applicare la convenzione degli utilizzatori...agli utilizzatori e viceversa.
Con il verso da te indicato mi hai indicato la V_{DC}, esattamente la tensione opposta a V_{CD}. E qui ritorniamo al perché quei "+" nello schema in [3].
d'altronde tu stesso hai scritto:
Foto UtenteAntofilo ha scritto:Un altro concetto importante è la tensione elettrica. Qui mi sono aiutato con un altro concetto ingegneristico, quello della pressione idraulica. In particolare ho capito che cariche elettriche che sono poste a due punti di differenza di potenziale diversi, muovendosi dal pt a maggiore tensione a quello a minore, riescono a produrre un lavoro, così come un liquido che va da un serbatoio alto ad uno basso, passando da una turbina;

quindi le cariche attraversando un utilizzatore passano da un punto a potenziale più alto, a uno a potenziale più basso, così come la pressione dell'acqua diminuisce una volta che ha attraversato la turbina.
quindi per essere più corretti:

la punta della freccia è diretta verso il punto a potenziale maggiore. D'altronde quando trovi delle d.d.p. la prima lettera del pedice è il punto a potenziale maggiore.
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[10] Re: Concetti base elettrotecnica

Messaggioda Foto UtenteAntofilo » 6 mar 2012, 19:26

Ti ringrazio infinitamente della tua pazienza e del tuo aiuto! fate un ottimo lavoro qui =D>
Perdonami il ritardo ma oggi ho dovuto lavorare in labo per la tesi.
Per quanto riguarda le convenzioni da usare mi sono pure aiutato qui:
http://www.electroyou.it/vis_resource.php?section=DomRisp&id=345

Nel caso di un dubbio, posterò un'ulteriore quesito. Ora che "ho capito" come relazionare correnti e tensioni in una rete (semplice!?) di resistenze, mi potresti aiutare un attimo a capire il partitore di corrente, che tu hai citato in un post?! Di seguito scriverò ciò che ho capito io del partitore di Corrente.
Prendendo il mio circuito iniziale, dove però ho sostituito R_2 + R_3 con R_serie provo a calcolare le correnti circolanti in ognuno dei rami del parallelo come


I_2= I(R_1/(R_1+R_serie))
analogo è il calcolo per I_1
I_1 = I(R_serie / (R_1 + R_serie))
Svolgendo i calcoli
I_2 = 10(1/(1+4)) = 2A
I_1 = 10(4/5) = 8A
Ora vado a riguardare il partitore di tensione e farò pure esercizi più complicati per imparare ad applicare i partitori.

Entro stasera cercherò di risolvere reti (serie, parallelo..) da qualche libro che mi ritrovo o da internet sperando di non ritrovare qualche dubbio, anche se nelle reti più complesse sono sicuro di trovare ancora difficoltà nel capire.

Grazie infinitamente
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