Elettronica ed Elettrotecnica…
In questa pagina mi occuperò di elettrica in generale,le basi dell’elettronica e quelle dell’elettrotecnica
Alla base di tutta l’elettrotecnica e dell’elettronica c’è la legge di Ohm:
1°legge: Intensità della corrente = tensione/ resistenza
I=V / R e le sue formule inverse ——— V=R*I R=V/ I
Le tre grandezze si misurano in:
- resistenza: Ohm ed ha come simbolo Ω
- differenza di potenziale: Volt ed ha come simbolo V, detta anche d.d.p. o tensione
- intensità di corrente: Ampere ed ha come simbolo A ,detta anche corrente.
Lo strumento di misurazione dell’intensità di corrente è L’ Amperometro.
Lo strumento di misurazione della differenza di potenziale è il Voltmetro.
Lo strumento di misurazione della resistenza è il Ohmetro.
LA POTENZA:
La potenza è espressa in Watt è misura la rapidità con cui l’energia elettrica è trasformata in calore (in questo caso dalla resistenza)
P 
= R (Ω) * i (A) ^2 una seconda formula è P = V * i (A)
= R (Ω) * i (A) ^2 una seconda formula è P = V * i (A)I RESISTORI
E’ detto resistore un componente elettrico che segue la prima legge di Ohm.
Il valore della resistenza viene espressa con diversi colori (di solito 4 anelli) che esprimono la resistenza che esso impone ,per sapere quindi che resistenza possiede bisogna seguire una semplice tabella:
I circuiti elettrici
Un circuito elettrico è un insieme di conduttori collegati in modo continuo e collegati a un generatore di tensione (o batteria).
Un circuito si dice aperto se nei suoi conduttori non fluisce corrente ,di conseguenza non ci sarà neanche una tensione,invece si dice circuito chiuso quando in esso fluisce corrente e c’è una tensione.
Un modo per alternare il circuito da aperto a chiuso e viceversa e installare in serie un’ interrutore.
Intensità della corrente
L’intensità della corrente è il rapporto tra la quantità di cariche che attraversa una sezione di conduttore e l’intervallo di tempo impiegato ad attraversarlo.
Sappiamo quindi che la carica elettrica si misura in Coulomb (C) e che il tempo si misura in secondi (s) ,quindi:
intensità della corrente (A) = differenza di carica elettrica / intervallo di tempo
Corrente Continua/Alternata
Si dice “continua ” perché la sua intensità non cambia nel tempo.Invece nella corrente alternata la sua intensità cambia nel tempo(circa 50 volte in un secondo nella corrente di casa nostra).
I resistori in serie
Quando si ha in un circuito alcune resistenze (o resistori) in serie ,cioè che vengono attraversati dalla corrente prima una resistenza poi un’ altra si dice che si ha un circuito in serie ;Se per esempio avessimo delle lampadine poste in serie ,tutte le lampadine sarebbero attraversate dalla stessa corrente e se si bruciasse una lampadina le altre si spegnerebbero,perchè in esse non potrebbe più circolare corrente(circuito aperto)
Nelle resistenze avviene lo stesso e per quanto riguarda la loro resistenza in Ohm ,semplicemente si somma.
esempio:
R1+R2+R3= R T Cioè 18 Ω+ 22Ω + 37Ω = 7 7Ω
Il valore equivalente deve essere sempre più grande del più grande , infatti 77 è più grande di 37…
I resistori in parallelo
Nel circuito in parallelo due resistori sono posti su un unico conduttore , si ha l’entrata quindi in comune su un punto chiamati “Nodo” ;
A sua volta l’uscita del resistore, ha un’altro nodo in comune su un secondo conduttore . In pratica ogni resistore ha due nodi in comune se è in parallelo.
Il modo per calcolare la resistenza equivalente in parallelo è :
1 / (1/R1 + 1/R2) = R eq
In questo caso abbiamo due resistori ,se ne avessimo di più ,si aggiunge semplicemente : 1 / Il valore della resistenza della formula tra parentesi;
esempio:
1/ ( 1 / 15 Ω + 1/ 23Ω ) = 9Ω
PS: Il valore della resistenza deve essere più piccolo del più piccolo, infatti il valore 9 è più piccolo di 15 …
Link pagina per calcolo resistenza: http://www.sgart.it/Page/default.asp?id=19&e=661
SECONDA LEGGE DI OHM
La seconda legge di Ohm dice che la resistenza di un filo conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale alla sua area traversale.
(Ω) R = ρ (Ω*m) * l( m) / A (m^2)
dove : R = resistenza misurata in Ohm
ρ= resistività materiale misurata in Ohm per metro
A= area traversale misurata in metri quadrati
l = lunghezza del filo conduttore
Le sue formule inverse : ρ = R * A / l
A = ρ * l / R
l = R*A / ρ
Quindi se vogliamo trovare la resistenza che impone un filo di rame da 100 metri con un diametro di 1 cm bisogna prima trovare l’area traversale con la formula
A=Π * r ^2
Dove Π = pi greco ( 3,14 );
r = raggio ( in questo caso 1 cm /2 = 5 mm)
Avremmo quindi un area traversale di 7.85 * 10 ^-5 m^2
R = 1.7*10^-8 * 100m / 7.85*10^-5 m^2 = 0.0216 Ω
Curiosità : Quando si acquista dei fili per un impianto elettrico a norma si deve vedere la sezione dei fili che sono in diverse taglie ( 1 ; 1.5 ; 2.5 ; 4 ; 6 ; 10 …) sono in realtà l’area traversale in millimetri quadrati,quindi se si ha a che fare con fili in rame isolati ,a norma,non si deve calcolare l’area.
Ecco una tabella che mette in relazione la resistenza dei fili di rame nelle diverse “taglie” e la corrente che può trasportare
| Sezione (mm2) | R (ohm/Km) | Corrente max (A) |
|---|---|---|
| 1 | 19.5 | 5 |
| 1.5 | 13.3 | 10 |
| 2.5 | 7.98 | 16 |
| 4 | 4.95 | 26 |
| 6 | 3.30 | 32 |
| 10 | 1.91 | 50 |
| 16 | 1.21 | 68 |
| 25 | 0.78 | 92 |
| 35 | 0.55 | 120 |
Ecco una tabella che mette in relazione la sezione di un cavo in rame in funzione di una potenza espressa in watt con la relativa potenza in uscita e la sua perdita…
La tensione iniziale è sempre di 220 volt ed a una lunghezza di 1000 metri:
| Potenza(W) | sezione(mm2) | tensione di uscita | potenza disponibile in uscita | potenza dissipata nel cavo |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 1 | 205.4 | 87.2 | 6.2 |
| 1.5 | 210.0 | 91.2 | 4.3 | |
| 2.5 | 213.9 | 94.5 | 2.7 | |
| 4 | 216.2 | 96.5 | 1.7 | |
| 10 | 218.4 | 98.6 | 0.7 | |
| 25 | 219.4 | 99.4 | 0.3 | |
| 500 | 1 | 162.3 | 272.2 | 96.7 |
| 1.5 | 177.9 | 326.8 | 77.4 | |
| 2.5 | 192.6 | 383.3 | 54.5 | |
| 4 | 202.0 | 421.7 | 37.5 | |
| 10 | 212.5 | 466.3 | 16.6 | |
| 25 | 216.9 | 486.1 | 6.9 | |
| 1000 | 1 | 128.6 | 341.7 | 242.9 |
| 1.5 | 149.3 | 460.4 | 218.1 | |
| 2.5 | 171.3 | 606.3 | 172.4 | |
| 4 | 186.8 | 721.0 | 128.1 | |
| 10 | 205.4 | 871.7 | 62.0 | |
| 25 | 213.9 | 945.5 | 26.9 | |
| 2000 | 1 | 90.9 | 341.1 | 484.9 |
| 1.5 | 113.0 | 527.2 | 499.6 | |
| 2.5 | 140.3 | 812.8 | 462.2 | |
| 4 | 162.3 | 1088.7 | 386.9 | |
| 10 | 192.6 | 1533.2 | 217.9 | |
| 25 | 208.2 | 1790.6 | 101.8 | |
| 5000 | 1 | 48.3 | 241.1 | 856.9 |
| 1.5 | 65.3 | 440.5 | 1043.6 | |
| 2.5 | 90.9 | 852.7 | 1212.1 | |
| 4 | 116.5 | 1402.1 | 1245.6 | |
| 10 | 162.3 | 2721.8 | 967.2 | |
| 25 | 192.6 | 3832.9 | 544.8 |
IL KILOWATTORA (KWh)
Un kilowattora è l’energia assorbita in un’ora da un dispositivo che assorbe la potenza di 1000 watt.
Ovvero un kilowattora è formatoda:
1000 W * 3600 secondi = 3.6 * 10^6 Joule (J) ovvero 3600 KJ
Forza magnetica e campo elettromagnetico
“Un filo percorso da corrente genera un campo magnetico” (H.C. Oersted 1777-1851)
Ovvero se poniamo un filo percorso da corrente vicino ad una bussola ,vedremo che l’ago tenderà a mettersi perpendicolarmente al filo, perché il filo genera un campo magnetico intorno ad esso ed una forza perpendicolare al filo.
Si può avere una similitudine con la nostra mano destra,ovvero immaginando il pollice come il verso dell’ intensità di corrente , le dita come il campo magnetico infine la forza ce la immaginiamo come perpendicolare al palmo della mano.
Faraday scoprì in seguito che un filo percorso da corrente ,in un campo magnetico ,subisce una forza.
Ovvero se poniamo un filo percorso da corrente in un campo magnetico ,il filo tenderà ad avvicinarsi ad uno dei poli della calamita.
Scoprì inoltre che due fili paralleli percorsi da corrente dello stesso verso ,tendono ad attrarsi l’uno al altro, invece cambiando verso ad uno dei due fili si respingeranno.
Tale scoperta può essere espressa con la formula :
Forza(N) = (Km* intensità 1 *intensità 2* lunghezza filo) /distanza tra i fili
dove Km “costante” = 2 x 10 ^-7 (N*A^2)
Intensità del campo magnetico:
La forza magnetica su un tratto di filo lungo l è direttamente proporzionale sia alla sua lunghezza ,sia all’intensità di corrente (i) che vi circola.
Il Campo magnetico si misura in Tesla (simbolo B) ;
Forza (N) = B i l B = F / i l
IL SOLENOIDE
“Un solenoide è una bobina di forma cilindrica formata da una serie di spire circolari molto vicine fra loro e realizzate con un unico filo conduttore”.
B =2Π* Km *n* i / l
dove km è la costante 2 *10^-7( N/A^2);
i intensità di corrente ( in ampere);
n numero di spire ; l lunghezza (in metri)
B campo magnetico (in tesla)
In un solenoide molto lungo e stretto il campo magnetico è uniforme .
La polarità teorica del campo magnetico dipenderà dal verso della corrente che circola nel solenoide,inoltre tale campo genera anche una forza che tenderà verso uno dei capi del solenoide.
Una barretta di ferro al interno di un solenoide nel quale circola una tensione genera una forza che spinge la barretta fuori dal solenoide,tale applicazione può essere ad esempio nei campanelli elettrici o più semplicemente dei motori elettrici dove tale forza è utilizzata in un moto circolare uniforme.
Un magnete in moto variabile al interno di un solenoide genera anche una tensione ,questo principio è utilizzato nei alternatori (o generatori di corrente).
commenti
dangerhack94 
🙂