Domande e risposte sulla tecnologia elettrica (1.1)

1. Qual è il contenuto fondamentale della legge di Kirchhoff?

(1) La prima legge di Kirchhoff, detta anche legge di Kirchhoff delle correnti, ovvero KCL, è una legge che studia la relazione tra le correnti nei vari rami del circuito. Essa afferma che: per ogni nodo del circuito, la somma delle correnti che entrano nel nodo è uguale alla somma delle correnti che escono dal nodo. La sua espressione matematica è sigma I=0;

(2) La seconda legge di Kirchhoff è anche chiamata legge di Kirchhoff delle tensioni, ovvero KVL, che studia la relazione tra le tensioni in varie parti del circuito. Essa evidenzia che: per qualsiasi circuito chiuso, la somma algebrica delle tensioni in ciascuna sezione è uguale a zero. La sua espressione matematica è: σ U=0;

2. Cos'è l'effetto pelle?

Quando la corrente alternata attraversa il conduttore, la sua distribuzione non è uniforme in tutti i punti della sezione trasversale, con la densità minima al centro e la densità maggiore in prossimità della superficie. Questo fenomeno di distribuzione della corrente tende a concentrarsi lungo la superficie del conduttore ed è noto come effetto pelle.

3. Quali sono i concetti e le caratteristiche della risonanza parallela?

Nel circuito parallelo di un induttore e di un condensatore, il fenomeno per cui la tensione ai terminali del circuito parallelo è in fase con la corrente totale è chiamato risonanza parallela. La risonanza parallela è caratterizzata dal fatto che, quando si ottiene la risonanza parallela variando la capacità C, l'impedenza totale del circuito è massima, quindi la corrente totale del circuito diventa minima. Tuttavia, per ciascun ramo, la corrente può essere molto maggiore della corrente totale, quindi la risonanza parallela è anche detta risonanza di corrente. Inoltre, nella risonanza parallela, poiché la tensione ai terminali e la corrente totale sono in fase, il fattore di potenza del circuito raggiunge il valore massimo, ovvero cos è uguale a 1, e la risonanza parallela non produce sovratensioni di risonanza che potrebbero compromettere la sicurezza dell'apparecchiatura. Pertanto, ci fornisce un metodo efficace per migliorare il fattore di potenza.

4. Come si creano i vortici? Che cos'è la perdita per correnti parassite?

Una corrente alternata attraversa una bobina con un nucleo di ferro, generando un flusso alternato e un potenziale indotto. Sotto l'azione di questo potenziale, il nucleo formerà un circuito di corrente autoindotto, detto corrente parassita.

La perdita di energia causata dalle correnti parassite è detta perdita per correnti parassite.

5. Cos'è il processo di transizione? Quali sono le cause del processo di transizione?

Il processo di transizione è un processo transitorio, ovvero un processo che si svolge nell'arco di un periodo di tempo da uno stato stabile a un altro.

Il processo di transizione è dovuto alla presenza di elementi di accumulo di energia. I componenti di accumulo di energia, come induttori e condensatori, non possono subire salti nel circuito, ovvero la corrente dell'induttore e la tensione del condensatore non possono variare durante il processo di cambiamento. Pertanto, deve esistere un processo per la transizione da uno stato stabile a un altro stato nel circuito.

6. Cos'è il principio di sovrapposizione?

In un circuito lineare, la corrente (o la tensione) di qualsiasi ramo è la somma algebrica delle correnti (o tensioni ai morsetti) generate in quel ramo quando più sorgenti di potenza agiscono simultaneamente. Quando si applica il principio di sovrapposizione, la sorgente di tensione deve essere considerata in cortocircuito e la sorgente di corrente in circuito aperto.

7. Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di un generatore e di un'alimentazione elettrica trifase?

A parità di potenza generata, il volume di un generatore trifase è inferiore a quello di un generatore monofase. Inoltre, il numero di linee di trasmissione e distribuzione trifase è inferiore rispetto a quello delle linee monofase, con conseguente risparmio di materiali. Infine, i motori trifase offrono prestazioni migliori rispetto ai motori monofase. Per questi motivi, le apparecchiature trifase sono le più utilizzate.

8. Perché per l'alimentazione dei motori trifase si può utilizzare un sistema trifase a tre fili, mentre per l'alimentazione dell'illuminazione è necessario utilizzare un sistema trifase a quattro fili?

Poiché il motore trifase è un carico trifase simmetrico, sia che si tratti di un collegamento a stella o a triangolo, è sufficiente collegare le tre linee di fase del motore trifase alle tre linee di fase dell'alimentatore, senza bisogno di una quarta linea neutra. Pertanto, è possibile utilizzare un sistema di alimentazione trifase a tre linee. Il carico dell'alimentatore per l'illuminazione è costituito da una lampada elettrica, la cui tensione nominale è la tensione di fase. Un'estremità deve essere collegata a una linea di fase e l'altra alla linea neutra, in modo da garantire che le tensioni di ciascuna fase non influenzino le altre. Di conseguenza, è necessario utilizzare un sistema trifase a quattro linee, mentre è severamente vietato utilizzare un sistema di illuminazione monofase con messa a terra.

Quali sono i parametri principali di un transistor?

(1) il fattore di amplificazione (β) serve a misurare la capacità di amplificazione del transistor;

(2) corrente di saturazione inversa (Icbo), che indica la qualità della giunzione del transistor;

(3) Corrente di penetrazione (Iceo), che illustra le prestazioni del triodo.

10. Cos'è il feedback a transistor? Quali sono i tipi di feedback?

In un amplificatore a transistor, parte della tensione o della corrente in uscita viene invertita e riportata all'ingresso tramite un meccanismo chiamato feedback.

Esistono due tipi di feedback: il feedback positivo indica un aumento del fattore di amplificazione dell'amplificatore dopo l'introduzione del feedback, mentre il feedback negativo indica una diminuzione del fattore di amplificazione.

11. Cosa sono i circuiti differenziali e i circuiti integrali?

Utilizzando il principio secondo cui la tensione tra i due terminali di un condensatore non può essere modificata, il circuito in grado di trasformare un'onda rettangolare in un'onda a impulsi acuti è chiamato circuito differenziale, mentre il circuito in grado di trasformare un'onda rettangolare in un'onda a dente di sega è chiamato circuito integrale.

12. Qual è il ruolo del circuito di filtro?

I raddrizzatori convertono la corrente alternata in corrente continua, ma la forma d'onda dopo la rettifica contiene una quantità considerevole di corrente alternata. Tale corrente continua può essere utilizzata solo in apparecchiature con bassi requisiti di potenza. Alcuni dispositivi, come strumenti elettronici e circuiti di controllo automatico, richiedono che la componente pulsante dell'alimentazione in corrente continua sia molto piccola. Pertanto, al fine di migliorare la qualità della tensione del raddrizzatore e la forma d'onda della tensione del circuito raddrizzatore, viene spesso installato un circuito di filtraggio per eliminare la componente alternata.

13. Come si usa un raddrizzatore controllato al silicio?

Nel circuito raddrizzatore, il SCR, sotto tensione diretta, modifica il tempo di impulso di trigger, ovvero varia l'ampiezza dell'angolo di controllo; in questo modo, il carico può ricevere diversi valori di tensione continua, controllando così l'ampiezza della tensione di uscita.