Quali sono le caratteristiche principali dei materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici?¶
Essendo $B = \mu H$ il campo induzione magnetica, dove $\mu$ è la permeabilità magnetica assoluta, i suoi effetti sulla materia sono i seguenti: - $\mu < 1$ Materiale diamagnetico - $\mu > 1$ Materiale paramagnetico, andamento di $B$ lineare - $\mu >> 1$ Materiale ferromagnetico
Un materiale ferromagnetico si eccita con il campo mag $H$ fino a regime. Una volta attenuato il campo si nota un ritardo da cui si ottiene un campo $B_R$ magnetico residuo che si annulla il $-H_C$ . L'andamento segue una curva d'Isteresi. Questo perchè il materiale ferromagnetico ha al suo interno dei domini magnetici noti come Domini di Weiss.
Quali sono le differenze fra il modello ideale e quello reale del Trasformatori|trasformatore?¶
Nel modello ideale, si ha un accoppiamento magnetico perfetto, nessuna perdita (effetto joule) e $\mu$ --> $+\infty$ , $\Re$ --> $0$. Per accoppiamento magnetico si intende la dipendenza delle correnti di due bobine poste l'una vicino all'altra ovvero quando $\emptyset_{11}=\emptyset_{12}=\emptyset_{21}=\emptyset_{22}$ , essendo i flussi $\emptyset_{ii}$ generati dalla bobina stessa $\emptyset_{ij}$ i flussi generati da $j$ che si ripercuotono su $i$.
| Ideale | Reale |
|---|---|
| A.M.P. (k=1) no flussi dispersi | A.M. non perfett |
| $\mu$ --> $+\infty$ => $H=0$ $\mu$ < $+\infty$ => $H\neq 0$ | |
| Non ci sono perdite per effetto Joule | Perdite |
| ### Definire il fattore di smorzamento e illustrare il suo significato nei circuiti oscillanti | |
| Il fattore di smorzamento si definisce: | |
| $$\delta = \frac{z_{ir}}{\omega^*}$$ Dove $\omega$ è la pulsazione di risonanza e $\omega^*$ è il suo complesso coniugato, $$\omega^* = \sqrt{z_{ir}^2+z_{ii}}$$ | |
| Più $\delta$ è basso, più avrò che nei Diagrammi di Bode i picchi di risonanza si trovano sempre più lontani dalla pulsazione di taglio. | |
| ### Scrivere l'enunciato, le ipotesi di validità e una dimostrazione di massima del teorema di Thevenin | |
| Il teorema di Thevenin afferma che una rete lineare vista da due morsetti A e B può essere modellizzata come la serie di un generatore di tensione ideale e una resistenza, dove: | |
| - $R_{TH}$ è la resistenza equivalente vista dai due morsetti A e B | |
| - $E_{TH}$ è la differenza di potenziale tra i morsetti A e B | |
| La serie trovata equivale alla rete di partenza ed è detta equivalente di Thevenin. E' possibile dimostrare il teorema applicando ad una generica rete $X$ lineare la sovrapposizione degli effetti. | |
| ### Con riferimento al regime sinusoidale, definire i concetti di potenza attiva istantanea e potenza reattiva istantanea | |
| Potenza attiva: $P = VI\cos(\varphi)$ | |
| Potenza reattiva: $Q = VI\sin(\varphi)$ | |
| Potenza attiva istantanea: $P_a(t) = 2VI\cos^2(\omega t)\cos(\phi)$ | |
| Potenza reattiva istantanea: $P_a(t) = VI\sin(\omega t)\sin(\phi)$ | |
| ### A cosa serve e in che modo si effettua il rifasamento dei carichi induttivi? | |
| Il rifasamento di un impianto o di un sistema serve a riportare la tensione e la corrente ad avere una fase più vicina. In questo modo si riduce l'angolo di sfasamento tra tensione e corrente. |
I carichi induttivi assorbono potenza reattiva, oltre alla potenza attiva necessaria per il loro funzionamento. Questa potenza reattiva fa sì che la corrente sia in ritardo rispetto alla tensione, creando un angolo di sfasamento. Un elevato sfasamento comporta una minore efficienza complessiva dell'impianto. Il rifasamento si effettua solitamente collegando dei condensatori in parallelo al carico induttivo. I condensatori, a differenza degli induttori, generano potenza reattiva di segno opposto (la corrente è in anticipo rispetto alla tensione).
Con riferimento ai circuiti risonanti, si definisca il fattore di qualità discutendone il significato dal punto di vista frequenziale e dal punto di vista energetico.¶
Con riferimento ai circuiti risonanti, il fattore di qualità (Q) è un parametro adimensionale che descrive quanto un circuito risonante è "selettivo" in frequenza e quanto efficacemente immagazzina energia rispetto a quanta ne dissipa $$Q=2\pi E_R \frac{1}{E_D} = 2\pi L \frac{1}{RT} = \frac{L \omega_0}{R}$$ Dove $E_R$ => Energia immagazzinata negli elementi reattivi durante un periodo $E_D$ => Energia dissipata dalla resistenza durante un ciclo $Q$ indica la qualità del flusso, cioè quanto è buono il nostro filtro.
Dal punto di vista frequenziale, il fattore di qualità è strettamente legato alla larghezza di banda della risposta in frequenza di un circuito risonante. Un circuito risonante presenta un picco nella sua risposta in ampiezza in corrispondenza della frequenza di risonanza.
Dal punto di vista energetico, il fattore di qualità può anche essere definito come il rapporto tra l'energia reattiva immagazzinata nel circuito e l'energia attiva dissipata per ciclo o per unità di tempo. In un circuito RLC risonante, l'energia viene immagazzinata nel campo magnetico dell'induttore e nel campo elettrico del condensatore, mentre viene dissipata nella resistenza.
Elencare le corrispondenze fra le principali grandezze elettriche e grandezze magnetiche nell’ambito dell’analogia fra circuiti elettrici e magnetici.¶
| Circuiti Elettrici | Circuiti Magnetici |
|---|---|
| Differenza di potenziale $V$ | Corrente concatena $I_c = NI$ |
| Corrente elettrica $I$ | $\phi_c = (BS)N$ |
| Resistenza di un conduttore | Riluttanza di un tratto di materiale |
| Resistività di un conduttore | Inverso della permeabilità del materiale in cui si ha flusso del campo magentico |
| ### Scrivere l'enunciato, le ipotesi di validità e una dimostrazione di massima del teorema di Millman | |
| ### Quali sono gli impieghi tipici dei trasformatori? | |
| ### Scrivere una definizione della potenza attiva istantanea |