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Sovrapposizione degli effetti

Per ogni rete elettrica sono validi i due principi di Kirchhoff:

Per ogni nodo:

Per ogni maglia:

I due principi consentono di scrivere un sistema di l equazioni indipendenti: 

  • n-1 con il I pdK
  • l-(n-1) con il  II pdK 

che permette di determinare l incognite dove l è il numero dei lati o rami della rete.

Se la rete è costituita da  resistenze  costanti, che  non dipendono cioè dai valori delle correnti nei rami, e da generatori ideali di tensione e di corrente,  si dice lineare. Infatti l'applicazione dei due principi conduce ad un sistema di equazioni a coefficienti costanti, le cui soluzioni sono combinazioni lineari dei termini noti.

Si calcoli ad esempio l'intensità I nella resistenza R della rete di figura utilizzando normalmente i principi di Kirchhoff.

I+I1= - I0

-R*I+R1*I1=E

 

Con Kramer si ha:

 

I=(-I0*R1-E)/(R1+R)= - I0*R1/(R1+R) - E/(R1+R)

 

Ponendo 

I'= - I0*R1/(R1+R)

I''= - E/(R1+R)

 

Si ha 

I=I'+I"

dove I' ed I'' sono le correnti nelle due sottoreti

 

 

La prima è la rete che si ottiene da quella originaria, annullando l'azione del generatore di tensione, la seconda quella in cui è annullata l'azione del generatore di corrente.

Quanto sopra non è una dimostrazione generale, solo un esempio, ma si può facilmente intuire, e matematicamente dimostrare, che si tratta di un fatto generale.

 

Si ha allora che la corrente in un singolo ramo (effetto) è uguale alla somma algebrica delle correnti che vi sarebbero prodotte dai singoli generatori presenti nella rete se agissero separatamente.

La figura illustra il concetto mostrando, nel contempo, in che modo si esclude l'azione dei generatori: per i generatori di tensione si annulla la loro f.e.m. cortocircuitandola, per i generatori di corrente si lascia aperto il ramo in cui essi sono inseriti.

Risolvere una rete con il principio di sovrapposizione degli effetti significa allora scomporre la rete originaria in tante rete parziali quanti sono i generatori, calcolare la corrente nei rami per ognuna di queste reti, utilizzando il metodo della resistenza equivalente, sommare infine algebricamente le correnti parziali.

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Commenti e note

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di ,

ho dato una rapida lettura.. molto chiaro come sempre :)

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di Michele,

Ho da svolgere un esercizio con il principio di sovrapposizione. Ho un circuito come quello presentato nell'articolo solo che invece del generatore di corrente ho un altro generatore di tensione. Ho 3 R: una sulla maglia a sinistra, una su quella destra e una "centrale" e devo calcolare le relative I1, I2 e I3. So che devo cortocircuitare il generatore che "spengo", ma poi come calcolo le I della maglia con il generatore spento?

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di ,

Leo,
Ne lasci "acceso", come dici tu, uno per volta, quindi risolvi tre circuiti e poi sommi le correnti o le tensioni parziali. Opuure ne lasci "accesi" due qualsiasi,A e C per esempio, e poi solo B; risolvi i due circuiti e sommi gli effetti parziali.

Non si capisce cosa tu intenda con
"spegnerne uno per volta ed applicare nuovamente il principio di sovrapposizione sulla rete risultante fino a rimanere con un solo generatore acceso"

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di Leo,

Salve, volevo avere una delucidazione sul principio di sovrapposizione degli effetti nel caso siano presenti tre o più generatori. Se ad esempio ho tre generatori (A, B e C) per applicare correttamente il principio devo lasciare acceso uno dei tre per volta (per esempio A acceso e B e C spenti), oppure spegnerne uno per volta ed applicare nuovamente il principio di sovrapposizione sulla rete risultante fino a rimanere con un solo generatore acceso? Spero di essermi spiegato bene... Grazie mille

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