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Convenzioni per generatore ed utilizzatore

Domanda:

Desidererei avere informazioni sulle convenzioni del generatore e dell'utilizzatore, perchè riscontro problemi nel risolvere reti circuitali visto che non mi sono chiari i versi di percorrenza della corrente e delle tensioni...E' possibile che nello stesso bipolo(Resistore)la corrente e la tensione abbiano versi opposti?

Risponde admin

Un bipolo elettrico è caratterizzato da una tensione ai suoi terminali e da un verso dell'intensità di corrente che lo percorre. Un bipolo elettrico, in un determinato istante, può essere solo o generatore od utilizzatore. Dal primo esce energia elettrica, nel secondo entra. Nel generatore l'intensità di corrente è uscente dal punto a potenziale più alto, nell' utilizzatore è entrante. Non ci sono alternative.
Nella convenzione dell'utilizzatore, fissato il verso positivo della corrente, il verso positivo della tensione è quello che indica il terminale da cui la corrente entra come punto a potenziale più alto; nella convenzione del generatore, fissato il verso della corrente, il terminale a potenziale più alto è quello da cui esce la corrente convenzionale.
Se un bipolo è incognito, significa che non conosciamo i valori di tensione e di corrente né come valore né come segno (cioè polarità della tensione e verso della corrente). Non sappiamo dunque nemmeno se sia un generatore od un utilizzatore. Essendo incogniti, i versi delle grandezze descrittive tensione U e corrente I, si possono fissare arbitrariamente. Possiamo cioè, arbitrariamente, stabilire quale, per noi, sarà il verso positivo della corrente e quale quello della polarità, o verso, della tensione. Nel farlo ricadremo in una delle due convenzioni possibili: il bipolo risulterà per noi o un bipolo generatore od un bipolo utilizzatore. I calcoli o le misure stabiliranno i valori effettivi di tensione e di corrente, in valore e segno rispetto alla convenzione adottata. Se i segni delle grandezze reali sono entrambi positivi od entrambi negativi rispetto a quelli prefissati, il bipolo sarà del tipo stabilito dalla convenzione arbitrariamente adottata, quindi generatore se la convenzione era quella del generatore, utilizzatore se era adottata la convenzione dell'utilizzatore. Se una qualsiasi delle grandezze descrittive, tensione o corrente, è negativa rispetto al verso adottato nella convenzione arbitrariamente stabilita, il bipolo avrà natura contraria rispetto a quello della convenzione: sarà cioè generatore se l'avevamo considerato utilizzatore e viceversa.
Nello stesso bipolo, quindi, noi possiamo fissare arbitrariamente i versi della corrente I e della tensione U, le grandezze che descrivono il bipolo, ma la realtà fisica del bipolo non è tale da produrre, per le due grandezze reali, versi arbitrari. La natura di un resistore è di essere utilizzatore, quindi di avere la corrente convenzionale entrante dal punto a potenziale più alto. Se per esso adottiamo la convenzione d'utilizzatore, tensione e corrente reali saranno entrambe positive o entrambe negative rispetto ai versi delle grandezze descrittive. Se adottiamo la convenzione di generatore, una delle due, tensione o corrente reali, ma non entrambe, sarà negativa rispetto al verso della corrispondente grandezza descrittiva.
In conclusione è l'equazione matematica che coinvolge le grandezze descrittive che deve essere tale da interpretare correttamente il fenomeno fisico reale, e non il viceversa. In altre parole la legge di Ohm afferma che R, rapporto tra tensione e corrente in un resistore, è sempre un numero positivo. Adottando la convezione di utilizzatore scriveremo dunque U=R*I , mentre, adottando quella di generatore, dovremo scrivere U=-R*I.

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Commenti e note

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di Susy,

Ciao, volevo ringraziarvi, come Leo avevo dubbi,dopo aver letto le vs. domande e risposte ho capito bene il da farsi...

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di Massimo,

Io avevo lo stesso dubbio di Leo. Grazie mille sia a chi ha fatto la domanda sia ha chi ha risposto, ossia il sempre chiaro Zeno Martini.

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di ,

Leo,
non solo non commetti errore facendo quella, che è la scelta più logica, ma nemmeno se fai una scelta opposta o semiopposta: convenzione dei generatori per i resistori, degli utilizzatori per i generatori. Ciò che conta è scrivere correttamente le equazioni in base all'arbitraria scelta fatta. Nel caso della legge di Ohm, per esempio, se scegli, la convenzione dell'utilizzatore scriverai U = R*I; se scegli quella del generatore scriverai U = - R*I.

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di Leo,

scegliere arbitrariamente le convenzioni dovrebbe significare sceglierle liberamente senza essere sottoposti a nessuna regola. Io invece ero convinto che era necessario adottare la stessa convenzione per ogni bipolo del circuito; quindi, se ho capito bene, scegliendo ad esempio, all'interno dello stesso circuito, la convenzione del generatore per i generatori e quella dell'utilizzatore per resistori e altri bipoli non dovrei commettere errori. Grazie per l'aiuto

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di ,

Ti ringrazio che mi ringrazi della risposta, ma vedo che ti è servita a ben poco. Ti faccio allora un paio di domande. La prima: cosa significa arbitrario? La seconda: se è arbitrario scegliere una convenzione, per quale motivo una delle due scelte possibili dovrebbe essere sbagliata?

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di Leo,

Grazie per la risposta... ma è un errore imporre la stessa convenzione per tutti i bipoli del circuito? non capisco perché negli esercizi svolti vengono applicate convenzioni diverse a seconda dei bipoli

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di ,

Leo,
sbagli nel pensare che bisogna pensare nel scegliere la convenzione da usare: la scelta è ARBITRARIA. L'importante è scrivere correttamente i principi di Kirchhoff in base alla scelta fatta ARBITRARIAMENTE.

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di Leo,

ho letto le risposte precedenti ma ho ancora un mare di dubbi sulle convenzioni... ho una semplicissima rete, composta da un generatore (di corrente o di tensione) e qualche resistore, ma non riesco a capire come assegnare queste convenzioni. Non bisognerebbe assegnare la stessa convenzione ad ogni bipolo del circuito? Invece nella soluzione della rete che ho citato prima, mi viene detto che è stata applicata la convenzione del generatore al generatore e quella dell'utilizzatore ai vari resistori. Io vorrei applicare ad esempio la convenzione dell'utilizzatore per ogni bipolo e poi risolvere il circuito, ma quando leggo le soluzioni vado in tilt perchè non capisco con quale criterio vengono scelte le convenzioni e soprattutto perchè vengono adottate convenzioni diverse a seconda del bipolo. Dove sbaglio? Grazie per l'aiuto

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di ,

Nell'analisi di ogni nuovo circuito si possono fare le scelte che si ritengono più opportune, quindi anche cambiare la convenzione adottata se ciò può essere comodo e con è fonte di equivoci.

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di Mimmo,

Salve, a proposito di convenzioni, il mio problema è il seguente: Ho il modello a pigreca ibrido di un MOSFET con una resistenza di degenerazione sul source. Sul gate è applicata una tensione di segnale e tra G (con segno +) ed S (con segno è) cèè una tensione Vgs . Arriva il momento di fare lo studio in alta frequenza e mi trovo a passivare il segnale in ingresso e ad aggiungere le capacitè Cgs e Cgd (questèultima, poichè il G ed il D sono a massa, è cortrocirucuitata). Ricordo, che ai capi della Cgs cèè la tensione Vgs dove, Vg è + e Vs è è. A questo punti, per effettuare lo studio dei poli del circuito, devo ridisegnare il circuito: nellèesercizio svolto da prof., disegnando la Capacitè Cgs in parallelo alla resistenza posta sul source, la Vgs compare con le polaritè invertite (ovvero la Vs che prima era è, diventa + ed il G che prima era , ora è è).
La mia domanda è: quando passo dal disegno di un circuito ad uno equivalente, le convenzioni del nuovo circuito devono essere rigorosamente quelle del circuito prima delle semplificazioni (come avviene in altri esercizi), oppure posso reimpostarle da capo? Se non sono chiaro posso inviare unèimmagine dei circuiti a cui mi riferisco. Grazie mille.

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di ,

Applicare una delle due convenzioni è proprio scegliere arbitrariamente la polarità . L'arbitrarietà corrisponde ad ipotizzare che il bipolo sia una delle due cose possibili: od utilizzatore o generatore. In base all'ipotesi fatta si scrivono le relazioni matematiche ed i segni delle grandezze da esse derivanti, concordi o discordi ai versi arbitrari dell'ipotesi, daranno l'effettivo verso delle grandezze confermando o smentendo l'ipotesi fatta.

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di ivanet_86,

Salve, la mia domanda è la seguente: Applicata una delle due convenzioni tra generatore ed utilizzatore, all'interno del circuito ad esempio su un induttore di cui non conosco la polarità della sua tensione, decido arbitrariamente la polarità ed applico dopo la convenzione da me scelta per determinare il verso della corrente?

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di ,

Prova a leggere questa pagina, Lucio

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di Lucio,

Si, ma qual è la definizone di bipolo?

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di ,

Scegliere la convenzione del generatore o dell'utilizzatore nello scrivere le equazioni delle reti con i principi di Kirchhoff è ininfluente. Tant'è che la scelta del verso della corrente nei rami è completamente arbitrario. Una cosa diversa è scrivere correttamente ad esempio la legge di Ohm in modo che il segno della corrente e della tensione coincida con il verso e la polarità reale di tensione e di corrente. Per cui se considero positiva la tensione quando il potenziale del terminale A e superiore a quello del terminale B ed uso per rappresentare la corrente la convenzione dell'utilizzatore, cioè corrente entrante dal punto a potenziale più alto scriverò I=U/R con il segno più. Se invece uso la convenzione del generatore, cioè corrente positiva uscente dal terminale a potenziale più elevato, si deve scrivere U=-R*I. La R è un numero reale positivo, quindi nella prima equazione i segni di U ed I sono concordi, mentre nella seconda sono discordi. Poiché la resistenza è un utilizzatore il segno più nella legge di Ohm sottintende che si sta usando la convenzione dell'utilizzatore.

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di Cristina,

Salve,i concetti sono espressi in maniera molto chiara,però,perdonate l'ignoranza... quando ho la rete assegno un verso alle correnti secondo LKC e fin qui ci siamo...poi fisso a piacere un verso di percorrenza e se la corrente che passa il resistore è concorde ci metto un bel più,se è discorde ci metto un bel meno,per i generatori faccio lo stesso valutando la freccia che hanno sopra... ora che differenza c'è usando una convenzione o l'altra... io sta cosa non la riesco proprio a capire!!! Questa è la convenzione del generatore e se invertissi i segni sarebbe quella dell'utilizzatore??? E' così?!? Ringrazio anticipatamente a chi avrà la pazienza di rispondermi.

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di ,

La tensione tra i poli è la differenza del potenziale dei poli. Il potenziale è un numero. I terminali dei bipoli sono due. Ogni polo ha un potenziale. Quindi ai due terminali si associano due numeri. In generale i due numeri sono diversi. Uno di essi è maggiore dell'altro. Il polo il cui potenziale è maggiore si dice a potenziale più alto, quello a potenziale inferiore, più basso. Non vedo dove sia l'insensatezza.

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di Danilo Ciliberti,

Volevo ricordare che non ha senso parlare di potenziale alto o basso nei bipoli: il verso positivo della tensione indica semplicemente il primo estremo di integrazione nella definizione di tensione.

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