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Analisi di Circuiti in Corrente Alternata

May 31, 2024

Analisi di Circuiti in Corrente Alternata

Tipi di Circuiti

  1. Circuito Resisistivo (amico)
  2. Circuito Capacitivo
  3. Circuito Induttivo

Circuito Resisistivo

  • Composto da un generatore di corrente alternata e una resistenza.
  • Forza elettromotrice: $E(t) = E_0 \sin(\omega t)$
  • Legge di Ohm: $I(t) = \frac{E_0}{R} \sin(\omega t)$
  • Osservazione: Forza elettromotrice e corrente sono in fase.

Circuito Capacitivo

  • Composto da un generatore di corrente alternata e un condensatore.
  • Forza elettromotrice: $E(t) = E_0 \sin(\omega t)$
  • Applicando la legge di Kirchhoff: $E_0 \sin(\omega t) = \frac{Q}{C}$
    • Dove $Q$ è la carica, $C$ la capacità
  • Calcolo della corrente: $Q = C E_0 \sin(\omega t)$
    • $I(t) = \frac{dQ}{dt} = \omega C E_0 \cos(\omega t)$
  • Usando trigonometria: $\cos(\alpha) = \sin(\alpha + \frac{\pi}{2})$
    • $I(t) = \omega C E_0 \sin(\omega t + \frac{\pi}{2})$
  • Osservazione: Corrente sfasata di $\frac{\pi}{2}$ rispetto alla forza elettromotrice, in anticipo di un quarto di periodo.
  • Ampiezza I: $I_0 = \omega C E_0$
  • Reattanza Capacitiva: $X_C = \frac{1}{\omega C}$

Circuito Induttivo

  • Composto da un generatore di corrente alternata e un induttore.
  • Forza elettromotrice: $E(t) = E_0 \sin(\omega t)$
  • Applicando le leggi di Kirchhoff e Faraday-Neumann: $E_0 \sin(\omega t) = L \frac{dI}{dt}$
    • Dove $L$ è l'induttanza
  • Calcolo della corrente: $\frac{dI}{dt} = \frac{E_0}{L} \sin(\omega t)$
    • Integrando: $I(t) = -\frac{E_0}{\omega L} \cos(\omega t)$
  • Usando trigonometria: $\cos(\alpha) = \sin(\alpha - \frac{\pi}{2})$
    • $I(t) = \frac{E_0}{\omega L} \sin(\omega t - \frac{\pi}{2})$
  • Osservazione: Corrente sfasata di $\frac{\pi}{2}$ rispetto alla forza elettromotrice, in ritardo di un quarto di periodo.
  • Ampiezza I: $I_0 = \frac{E_0}{\omega L}$
  • Reattanza Induttiva: $X_L = \omega L$

Conclusione

  • Analizzata l'importanza di R, $X_C$, e $X_L$ nei circuiti RCL.
  • La resistenza, reattanza capacitiva e induttiva hanno ruoli analoghi nelle loro formule.

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