Introduzione alle reti in AC

1. ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE “GALILEO FERRARIS” VERONA ( ITALY )
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2. UN FENOMENO CHE SI RIPETE NEL TEMPO
SISTEMATICAMENTE CON CONTINUNITA’
VIENE CHIAMATO PERIODICO
IL PERIODO MISURA
L’ INTERVALLO DI TEMPO CHE INTERCORRE
FRA 2 PUNTI UGUALI DEL FENOMENO
cioè la DIFFERENZA fra il TEMPO INIZIALE t 0 E IL
TEMPO FINALE t + nt
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3. t0 Contare il tempo
PERIODO
START
STOP
Poi INDIVIDUARE il PUNTO
dove il FENOMENO si RIPETE
t + nt L’importante è SCEGLIERE
il PUNTO di START !!!!
STOP e poi contare il tempo
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4. t0
START PERIODO
t + nt
STOP
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5. t0
PERIODO
START
t + nt
STOP
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6. t = tempo
T = PERIODO
f = frequenza cioè 1/T
Il NUMERO di PERIODI CONTENUTI
nell’UNITA’ di tempo ,cioè in UN SECONDO,
viene definito FREQUENZA ( Hertz )
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7. In natura TUTTO è PERIODICO
qualche esempio :
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8. + Vcc
0 Volt
+ +
V
- -
0 V ( ground)
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9. 0 Volt
+
-
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10. 0 Volt
-
+
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11. + Vcc
t
- Vcc
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12. A. C. ALTERNATE CURRENT
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13. START A. C. ALTERNATE CURRENT
0 t0 0 0
t 1 t 2
0 0 0
t 3 t 4 t 5
STOP
0 0 0
t +7t
t 6 t 7
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14. +V
t t t t
5 6 7 8
t
t t t t
t
1 2 3 4
0
-V
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15. +V
SEGNALE PERIODICO SINUSOIDALE
t
-V
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16. +V TENSIONE ALTERNATA - A.C.
T = 20 mSec
t
T = periodo
-V
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17. +V
SEGNALE PERIODICO SINUSOIDALE
t
50 periodi in 1 secondo =
50 Hertz
1 secondo
-V
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18. +V
SEGNALE PERIODICO SINUSOIDALE
Vmax
Vpp
peak-p
t
- Vmax
-V
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19. +V SEGNALE PERIODICO SINUSOIDALE
V medio = Vmax * 0,636
+ V max
V medio
t
-V
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20. +V SEGNALE PERIODICO SINUSOIDALE
Vefficace = Vmax * 0,707
Vrms ( root main square )
Veff
t
-V
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21. +V TENSIONE ALTERNATA - A.C.
Veff 220 V
t
T = 20 mSec
Frequenza = 50 Hz
-V
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22. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Direct Current ( DC )
Vc
+ - Resistenza
A
+
+ V VC = VB
VB Condensatore
-
- I t
- + Vc
A
+
Resistenza
V VC = 0 V
Condensatore
-
I t
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23. CIRCUITO RESISTENZA - RESISTENZA
in Alternate Current ( AC )
I
R1
AC
V
220 Veff R2 V AC
50 Hz AC
i Voltmetri e gli Amperometri per
misure di AC MISURANO Veff e Ieff
Con carichi RESISTIVI ( R1 e R2 )
si può applicare la legge di OHM
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24. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
I
CONDENSATORE
R1
AC
V
220 Veff V AC
50 Hz AC
Con carichi CAPACITIVI o INDUTTIVI
la legge di OHM NON è più applicabile
per “RISOLVERE” il circuito
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25. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
I
CONDENSATORE
R1
AC
V
220 Veff V AC
50 Hz AC
Per CALCOLARE in ANTICIPO il Valore di I o di V R1 o di Vc
si DEVE TENER PRESENTE CHE il CONDENSATORE è
COSTRETTO a CARICARSI e a SCARICARSI alla
VELOCITA’ di 50 volte al SECONDO
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26. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
I
CONDENSATORE
R1
AC
V
220 Veff V AC
50 Hz AC
Provare questo circuito con EWB (misurare I ; V R 1 e Vc )
dove R1 = 1 K e C = 1 microFarad
NB: ricordarsi di predisporre gli strumenti di misura in AC
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27. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
R1 CONDENSATORE
CH1
220 Veff
50 Hz
V AC V AC CH2
V Gen
Provare questo circuito con EWB (misurare V Gen e Vc )
DIMINUENDO C = 0.1 microFarad
C = 0.01 microFarad
C = 0.001 microFarad
NB: UTILIZZARE L’ OSCILLOSCOPIO
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28. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
R1 CONDENSATORE
CH1
220 Veff
50 Hz
V AC V AC CH2
V Gen
Provare questo circuito con EWB (misurare V Gen e Vc )
R 1 = 1 k e C = 1 microFarad
AUMENTANDO la FREQUENZA
F 1 = 500 Hz
F 2 = 5000 Hz
F 3 = 50000 Hz
NB: UTILIZZARE L’OSCILLOSCOPIO
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29. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
R1 CONDENSATORE
CH1
220 Veff
50 Hz
V AC V AC CH2
V Gen
1° CASO : con F = K al diminuire della CAPACITA’
Vc = aumenta o diminuisce ?
2 ° CASO : con C = K all’aumento della FREQUENZA
Vc = aumenta o diminuisce ?
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30. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
R1 CONDENSATORE
CH1
220 Veff
50 Hz
V AC V AC CH2
V Gen
+V
t
un altro aspetto di cui tener conto
è lo
-V SFASAMENTO
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31. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
sfasamento
+V
t
-V
La tensione ai capi del CONDENSATORE (CH2 )
è in “ritardo” ,cioè sfasata, rispetto alla TENSIONE
del GENERATORE
Lo SFASAMENTO ( in questo caso di + 90 ° ) è determinato
dalla “forzata” carica / scarica del CONDENSATORE
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32. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
R1 CONDENSATORE
CH1
220 Veff
50 Hz
V AC V AC CH2
V Gen
Provare questo circuito con EWB
(misurare lo SFASAMENTO )
DIMINUENDO C = 0.1 microFarad
C = 0.01 microFarad
C = 0.001 microFarad
NB: UTILIZZARE L’ OSCILLOSCOPIO
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33. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
R1 CONDENSATORE
CH1
220 Veff
50 Hz
V AC V AC CH2
V Gen
3° CASO : con F = K al diminuire della CAPACITA’
lo SFASAMENTO
aumenta ( va oltre 90 °)
o diminuisce (diventa inferiore a 90 °) ?
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34. CIRCUITO RESISTENZA - CONDENSATORE
in Alternate Current ( AC )
gli strumenti matematici per lo studio di una FUNZIONE
SINUSOIDALE sono indispensabili per CALCOLARE e
PROGETTARE reti elettriche che impiegano TENSIONI
SINUSOIDALI ( es. modem -TLC etc… )
gli strumenti matematici ( numeri complessi ) consentono di
predeterminare in un circuito i valori numerici di
AMPIEZZA e SFASAMENTO
in funzione della FREQUENZA ( PERIODO )
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35. Fine presentazione classe QUINTA : RETI AC - introduzione alle grandezze sinusoidali
By prof. Athos ARZENTON / 09/2011
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