Svolgimenti
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Capitolo 7
Transitori del I ordine
{Vc(t)=Vc(∞)+e−t−t0τ(Vc(0+)−Vc(∞))τ=ReqCIL(t)=IL(∞)+e−t−t0τ(IL(0+)−IL(∞))τ=LReq
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Energia scambiata
\(\begin{cases} W_C=\frac{1}{2}C\cdot v_C^2 \\ W_L=\frac{1}{2}L\cdot i_L^2 \end{cases}\)
- Calcolo \(V_c(0^+) \) oppure \( I_L(0^+) \) nelle C.I. [Condensatore -> c.a. ; Induttore -> c.c.]
- Condizioni finali \(V_c(\infty) \) oppure \(I_L(\infty)\)
- Calcolo \(R_{eq} \)
- Calcolo \( \tau \)
- Sostituisco nella formula
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Trasformate Fasoriali
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Trasformate
Data funzione cosinusoidale \( y=A\sqrt{2}cos(\omega t + \phi) \)
\(\bar{y}=Ae^{j\phi}=A(cos \phi + j \sin\phi) \)
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Antitrasformate
Dato fasore \( \bar{y}=a+jb \)
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\( y=\sqrt{2}|| \bar{y} ||cos(\omega t+\phi _ y) \)
\( ||\bar{y} ||=\sqrt{a^2+b^2} \)
\( \phi _y = \arctan{\frac{b}{a}} \)
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Reattanza
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Induttore
\( X_L=\omega L \)
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Condensatore
\( X_C=-\frac{1}{\omega C}\)
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Impedenze equivalenti
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Induttore
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Condensatore
\(\bar{Z}_L=jX_L \)
\( \bar{Z}_C=jX_C \)
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Risoluzione reti in regime sinusoidale
- Trasformata fasoriale della rete iniziale, purché isofrequenziale
- Risoluzione della rete trasformata, utilizzando le tecniche usuali
- Antitrasformazione del risultato ottuenuto
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Potenze in regime sinusoidale
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Potenza complessa
\( \bar{A}=\bar{V}\cdot \bar{I}*\quad \) [I complesso coniugato ]
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\( \bar{A}=P+jQ \)
P = potenza attiva [W] \(\quad \bar{P}=\bar{Z}_R||\bar{I}||^2 \)
Q = potenza reattiva [VAR] \(\quad \bar{Q}=\bar{Z}_L||\bar{I}||^2 \)
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Potenza apparente
\( ||\bar{A} || = || P+jQ ||=\sqrt{P^2+Q^2}\)
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Fattore di potenza
\( cos\phi=tan \frac{Q}{P}\)
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Teorema di Boucherot
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Bilancio di potenze in caso di rete in regime sinusoidale.
In un circuito lineare e senza dissipazioni:
\( \sum\) potenze attive (reattive) erogate dai generatori = \( \sum\) potenze attive (reattive) assorbite dai bipoli
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Osservazioni
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Resistori
Dissipatori di potenza attiva (>0) P
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Induttori
Dissipatori di potenza reattiva (>0) Q
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Condensatori
Generatori di potenza reattiva (<0) Q
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Procedimento
- Divido il circuito in sezioni t.c. ciascuna sezione ha elementi percorsi dalla stessa corrente (serie) oppure soggetti alla stessa tensione (parallelo)
- Per ogni sezione calcolo la potenza attiva e la potenza reattiva
- Calcolo la potenza apparente che mi serve per passare da una sezione all'altra
N.B.: ogni successiva sezione ha come potenze la somma delle precedenti e quella attuale. Con la potenza apparente calcolo la tensione o la corrente necessaria usando la formula \(P=V\cdot I \)
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Rifasamento
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Dimensionamento di un condensatore volto a ridurre la potenza richiesta ad un generatore.
Il condensatore viene messo in parallelo al resto della rete
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- Applico Boucherot
- Ottengo \( || \bar{V}_C ||\), P, Q visti dal condensatore
- Calcolo il valore della potenza reattiva: \( Q_d=P \tan(arccos(cos\phi _d)) \)
- Se \( Q_d < Q\) devo rifasare
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- Calcolo \(Q_d =P \tan(arccos(cos\phi _d))\)
- \(Q_C=Q_d-Q \quad\) dove Q è quello calcolato con Boucherot
- \(\bar{X}_C=\frac{|| \bar{V} ||^2}{Q_C} \quad\) dato che \( \quad \bar{Q}_C = \frac{|| \bar{V}||^2}{\bar{X}_C}\)
- \( C=\frac{1}{\omega\cdot\bar{X}_C} \)