SISTEMI E AUTOMAZIONE
MOHAMMAD QASIM ILYAS
La carica elettrica simbolo Q
Proprietà della materia dalla quale discendono tutti i fenomeni elettrici. I corpi sono costituiti da molecole, le particelle più piccole che conservano tutte le proprietà delle sostanze. Le molecole sono formate da due o più atomi delle stesso elemento o di elementi diversi. Gli atomi sono le più piccole particelle degli elementi che non subiscono trasformazioni chimiche.
Si misura in coulomb C. Un coulomb é la quantità di carica elettrica che, posta nel vuoto alla distanza di 1 m da una carica uguale, la respinge con una forza di 9 per 10^9 N. Un Coulomb equivale a 6,25 10^18 elettroni.
Per circuito elettrico s'intende un anello chiuso costituito da materiali conduttori all'interno del quale, al verificarsi di determinate condizioni, si stabilisce un flusso di elettroni ovvero una corrente elettrica.
Il generatore è quel dispositivo che mantiene in circolazione gli elettroni nel circuito che escono dal suo morsetto negativo e rientrano attraverso quello positivo dopo essere passati attraverso l'utilizzatore. La corrente va dal polo positivo a quello negativo.
Un generatore di tensione ideale è un dispositivo a due terminali in grado di mantenere su un carico una tensione con caratteristiche assegnate qualunque sia il valore della resistenza di carico. Generatore di tensione impone una tensione costante i suoi Poli ed eroga una corrente inversamente proporzionale alla resistenza.
Un generatore di corrente ideale è un dispositivo a due terminali in grado di erogare una corrente costante ad un carico qualunque sia il valore della resistenza del carico. Il generatore di corrente ancora corrente costante mentre la sua tensione direttamente proporzionale alla resistenza del carico
L'energia fornita dal generatore divisa per la carica elettrica da esso trasportata prende il nome di differenza di potenziale V o tensione si misura in Volt V tramite il voltmetro
Un Volta è la differenza di potenziale esistente tra i morsetti di un generatore, dalle per cui generatore compie il lavoro di 1joule per trasportare da uno all'altro la carica di un coulomb.
L’intensità di corrente I è la quantità di carica elettrica che attraversa la sezione di un conduttore nell'unità di tempo che si misura in ampere tramite l'amperometro. I=Q/t
L’intensità di corrente che percorre un conduttore è di un ampere quando una sezione di esso è attraversato dalla carica di un coulomb in un secondo in Formula: 1A = 1 C/1S. Ha valore un ampere la corrente che, percorrendo due conduttori paralleli, di lunghezza infinita, di sezione di circolare di diametro infinitesimo, posti a distanza di 1 m l'uno dall'altro nel vuoto, produce tra i due conduttori una forza di 2 10^7 N/m.
Prima legge di Ohm: la corrente che circola nel filo dipende dal tipo di materiale con cui è costruito. La proprietà del materiale che determina quanta corrente circola nel filo viene denominata resistenza R che si misura in ohm utilizzando l'ohmetro. I=R/V o R=V/I o V=RxI
Un Ohm è la resistenza di un conduttore che è sottoposto a una tensione di un Volt consente il passaggio di un Ampere di corrente in formula:1ohm=1V/1A.
Tipi di corrente
continua quando la sua intensità rimane costante nel tempo il verso di percorrenza è unidirezionale
alternata quando la sua intensità varia periodicamente nel tempo e il verso di percorrenza si inverte ogni semiperiodo
esponenziale quando la sua intensità varia rapidamente nel tempo tendendo a un valore limite, Come accade per esempio nei processi di carica e scarica dei condensatori.
L'inverso della Resistenza è la conduttanza che si misura in ohm alla meno 1 o siemens S
La resistenza non è dovuta solo ai conduttori ma anche a qualsiasi altro elemento in esso inserito, generatore compreso; ogni componente è caratterizzato da una sua esistenza interna.
Legge di Ohm generalizzata
Se a vuoto colleghiamo un voltmetro tra i due morsetti di un generatore misuriamo la differenza di potenziale esistente tra di essi. Tale differenza di potenziale è denominata forza elettromotrice f.e.m. e si indica con E. Quando il generatore viene collegato a un circuito il voltmetro indica un valore più basso di E poiché il generatore ha una resistenza di interna Ri; che al passaggio della corrente provoca una caduta di tensione Ri*I.
Legge di Joule
Al passaggio di corrente in un conduttore metallico sono sempre associati fenomeni termici magnetici. Sappiamo che un conduttore percorso da corrente si riscalda; ciò dipende dal fatto che la resistenza trasforma l'energia elettrica in energia termica.
La potenza elettrica è la quantità di energia che in un circuito viene convertita in altra forma nell'unità di tempo; per essa vale la relazione P=VxI o P=RxI²
Il watt, unità di misura della potenza, è la potenza corrispondente alla trasformazione di un joule di energia in un secondo. La potenza elettrica dissipata da un resistore, ovvero l'energia elettrica trasformata in energia termica nell'unità di tempo, è direttamente proporzionale al quadrato dell'intensità di corrente che lo attraversa e alla sua resistenza.
Due o più generatori si dicono collegati in serie quando vengono connessi tra di loro i poli di segno opposto e restano liberi il polo positivo del primo e quello negativo del secondo.
Due o più generatori si dicono collegati in parallelo, o in derivazione, quando vengono connessi tra di loro tutti i poli negativi su un unico nodo e tutti quelli positivo sul secondo nodo.
KIRCHHOF
tipi di circuito
lineari quando le proprietà dei componenti sono indipendenti dai valori della tensione alla quale sono sottoposti e della corrente dalla quale sono attraversati.
non lineari quando contengono componenti le cui caratteristiche sono influenzate dai valori di tensione o di corrente.
all'interno di un circuito sono presenti
nodi
maglie
rami
parte di circuito che congiunge 2 nodi consecutivi
punto d'incontro di almeno 3 conduttori
insieme di rami che costituiscono un circuito chiuso
Primo principio di Kirchhoff: in qualsiasi nodo di una rete elettrica lineare la somma algebrica delle intensità di corrente è nulla.
Secondo principio di Kirchhoff: in qualsiasi maglia di una rete elettrica lineare la somma algebrica delle forze elettromotrice che si incontrano percorrendo la maglia è uguale alla somma algebrica delle cadute di tensione relative a tutti i rami della maglia.
Principio di sovrapposizione degli effetti
In una rete lineare tra due punti qualsiasi le correnti in qualunque ramo possono essere calcolate sommando i valori di Intensità di corrente e Tensione che si ottengono lasciando agire un solo generatore.
Tipi di collegamento
parallelo
Due o piu resistenze si dicono collegate in parallelo, o in derivazione, quando sono unite per i loro estremi in modo da formare due nodi, E pertanto sono attraversate da diverse intensità di corrente Ma sono sottoposte alla stessa differenza di potenziale.
serie
Due resistenze si dicono collegate in serie se sono attraversate dalla stessa intensità di corrente. Un gruppo di resistenza in serie costituisce un partitore di tensione.
Seconda legge di Ohm
La resistenza R di un conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza l e inversamente proporzionale alla sua sezione S. R=p*l/S
p= costante di proporzionalità denominato è resistenza specifica o resistività si misura in ohm*m
L’inverso della resistività è la conduttività si misura in sieme sfratto m S/m
Campo
regione di spazio modificata che per questo gode
di determinate proprietà
Il campo elettrico generato da una carica puntiforme Q è direttamente proporzionale alla carica Q e inversamente proporzionale al quadrato della distanza. E= F/q= K x Q/(d x d)
1 carica singola= campo elettrico a simmetria
radiale
forze repulsive o attrattive
dipolo
si disegnano le linee di forza del campo elettrico
le linee di forza nascono dalla carica positiva e
arrivano alla negativa
la carica di prova è sempre tangente alle linee
di forza
Massa a terra
Non è in tensione in condizioni ordinarie, ma può andare in tensione in condizioni di guasto
Massa: parte conduttrice che può essere toccata e che fa parte di un componente elettrico
Terra: punto nel quale vengono collegate tutte le parti metalliche delle apparecchiature elettriche al fine di proteggere l'utente
un'eventuale corrente di guasto di contatto si scarica attraverso questo collegamento, dal momento che offre una resistenza inferiore di quella di un corpo umano venuto in contatto con la macchina in questione. questo passaggio è rilevato dal differenziale / salvavita