Lezione 2Componenti, porte e potenza elettrica

Materiale: slide "ET_Lezione_2" ("Introduzione allo studio delle reti elettriche").

Argomenti trattati

1. Richiamo di corrente e tensione e delle loro proprietà (continuità della carica con l'esempio $10\ \mathrm C \to 8\ \mathrm C$; tensione come differenza di potenziale se il campo è coulombiano).
2. Reti e componenti elettrici: superficie limite, terminali, morsetti; correnti ai terminali, tensioni tra coppie di morsetti.
3. Regimi di funzionamento: stazionario e quasi stazionario; modello a parametri concentrati.
4. Bipoli e n-poli e loro proprietà; porta elettrica; m-bipolo; n-polo visto come $(n-1)$-bipolo (transistor a base comune e a emettitore comune).
5. Convenzioni dell'utilizzatore e del generatore.
6. Potenza elettrica: definizione, significato fisico, esempi su bipolo, doppio bipolo e tripolo; wattmetro.
7. Lavoro elettrico (joule e kWh); componenti attivi e passivi.

Teoria

• Componenti elettrici e modello a parametri concentratiUn componente è una regione di spazio chiusa da una superficie limite da cui escono terminali; in regime stazionario o quasi stazionario la corrente totale uscente da un componente è nulla e ogni tensione tra morsetti è una differenza di potenziale, e il circuito si descrive senza più dipendenza dallo spazio (parametri concentrati).Componenti elettrici e modello a parametri concentrati → — punti 1–3
• Bipoli, n-poli e porte elettricheUn n-polo ha n terminali: le sue correnti uscenti sommano a zero e le sue tensioni sono differenze di potenziale, quindi bastano n−1 correnti e n−1 tensioni per descriverlo. Una porta è una coppia di morsetti in cui la corrente che entra da uno esce dall'altro; un m-bipolo ha m porte e ogni n-polo si può vedere come (n−1)-bipolo.Bipoli, n-poli e porte elettriche → — punto 4
• Convenzioni, potenza e lavoro elettricoCon la convenzione dell'utilizzatore (corrente entrante dal +) il prodotto p = v·i è la potenza assorbita, con quella del generatore (corrente uscente dal +) è la potenza erogata; il senso fisico non dipende dalla convenzione. Il lavoro è l'integrale della potenza nel tempo; un componente attivo può erogare lavoro senza limite, uno passivo no.Convenzioni, potenza e lavoro elettrico → — punti 5–7 (con gli esempi 1–4 delle slide)

Esercizi

• Autoverifica Lezione 2 - domande e risposte — le 20 domande di verifica del docente
• Esercizi della raccolta sulla potenza: Esercizio 1.1 - potenza e lavoro di un bipolo, Esercizio 1.2 - misura con il wattmetro, Esercizio 1.3 - potenza di un tripolo, Esercizio 1.4 - potenza di un doppio bipolo, Esercizio 1.5 - potenza di un triplo bipolo

Lezione precedente: Lezione 1 · Richiami di elettromagnetismo · Lezione successiva: Lezione 3 · Resistori e generatori elettrici