(Classe 3a) - Telecomunicazioni

Le principali grandezze elettriche 

la base del fenomeno elettrico risiede nella carica elettrica; questa può presentare polarità positiva o negativa. Strettamente legate alle cariche elettriche sono: le intensità delle correnti elettriche nei terminali dei componenti e le tensioni elettriche che si stabiliscono tra gli stessi. Tali grandezze possono essere variabili nel tempo. 

Corrente elettrica 

La corrente elettrica è un qualsiasi moto ordinato di cariche elettriche (tipicamente elettroni), che attraversa una determinata superficie nell'unità di tempo finito .

L'intensità di corrente elettrica, indicata usualmente col simbolo I, è assunta come grandezza fondamentale nel sistema internazionale SI. La sua unità di misura è l'ampere [A]. 

In un tempo infinitesimo dt, durante il quale si transita una quantità di carica dq, si ottiene il valore istantaneo dell’intensità di corrente, dato dall’equazione: La densità di corrente J = I/S ; misurata in [A/mm2 ]. 

Tensione elettrica 

Si definisce tensione elettrica o differenza di potenziale (d.d.p) fra due punti di un conduttore  la grandezza fisica che provoca lo spostamento delle cariche elettriche e quindi il passaggio della corrente; 

Essa è il rapporto tra l’energia (W) fornita alla carica elettrica (Q) durante il movimento tra i due punti considerati e la carica stessa. V = W/Q L’unità di misura della tensione elettrica è il volt, [V]; 1 V = 1 J / 1 C. 

Forza elettromotrice (f.e.m) 

La f.e.m è il lavoro (L) svolto dal generatore di tensione per spostare una carica Q da un punto ad un altro in un determinato circuito elettrico;  La forza elettromotrice, è la differenza di potenziale massima ai capi di un generatore elettrico sconnesso dal circuito elettrico.

Il bipolo elettrico

Il  bipolo  è  un  sistema  elettrico  dotato  di  due  terminali  terminati  da  due  morsetti attraversati  da  due  correnti  uguali  (verso  e  valore),  tra  cui  è  possibile  definire  una tensione.

Bipolo attivo e passivo:

un bipolo è passivo se assorbe corrente dal morsetto a tensione maggiore; passivo se fornisce corrente dal morsetto a tensione maggiore.

Tipi di bipolo

Come abbiamo detto un bipolo è un qualsiasi dispositivo o una qualsiasi rete elettrica caratterizzata dall’avere due terminali accessibili dall’esterno. Analizziamo ora più nello specifico i tipi di bipoli sono esistono:

PASSIVI

1. Resistore = è un tipo di componente elettrico destinato a fornire una specifica resistenza  elettrica al passaggio della corrente elettrica. È caratterizzato dal parametro resistenza R che si misura in Ohm (Ω) 

2. Induttore = è generalmente un filo metallico che accumula energia. È caratterizzato dal parametro induttanza indicato con la lettera L e misurata in H (henry)

3. Condensatore = è costituto generalmente da due lastre di materiale metallico tra le quali è presente del materiale isolate; permette l’accumulo di energia. Questo elemento è caratterizzato dal parametro capacità che si misura in Farad

ATTIVI

1. Generatore ideale di corrente = bipolo ideale che impone ai suoi morsetti una corrente ben definita qualunque sia la tensione che si manifesta ai morsetti stessi. Un generatore ideale di corrente nulla è un circuito aperto ideale: impone cioè che la corrente sia nulla qualunque sia la tensione ai morsetti.

2. Generatore ideale di tensione = bipolo ideale che impone ai suoi morsetti una tensione ben definita qualunque sia la corrente ai morsetti. Un generatore ideale di tensione con tensione impressa nulla è un corto circuito ideale 

Generatore reale di tensione

I generatori considerati finora, che forniscono ai propri morsetti tensione o corrente rigorosamente costanti al variare del carico, sono generatori ideali, difficilmente realizzabili in pratica. La maggior parte dei generatori presenta, invece, una diminuzione della tensione ai morsetti (o della corrente) all'aumentare del carico. Per tener conto di tali variazioni occorre definire una nuova categoria di generatori, detti generatori reali.

E: la f.e.m del generatore;

Ri: resistenza interna è di valore molto piccolo.

Generatore reale di corrente

La maggior parte dei generatori di energia elettrica sono meglio schematizzati da generatori di tensione. Nei circuiti elettrici si può sostituire un generatore reale di tensione con un generatore reale di corrente (e viceversa).

Bipoli degeneri

Sono bipoli in cui una delle due grandezze è nulla mentre l'altra può assumere valori qualsiasi. Non sono sede pertanto di alcuna trasformazione energetica, quindi non possono essere considerati né generatori né utilizzatori ma, matematicamente, possono essere ricondotti alle situazioni estreme sia degli uni che degli altri.

Circuito aperto ideale

Bipolo interessato da corrente nulla qualsiasi sia la tensione ai suoi capi. L'equazione che lo descrive è:  

Corto circuito ideale

Bipolo che mantiene tensione nulla qualsiasi sia la corrente che lo attraversa. L'equazione che lo descrive è: