Corso di elettrotecnica

Queste lezioni sono volutamente private di difficili trattazioni matematiche che potrebbero scoraggiare il principiante dall'intraprenderne la lettura. Per cominciare questo affascinante hobby non è necessario sapere a menadito le formule o i calcoli, ma è necessaria la conoscenza dei principi di base sulla quale la materia si basa e si evolve. Questo corso vuole essere un primo approccio all'elettronica che dia sufficiente 'cultura' in tal senso senza però entrare in particolari di difficile ricezione. Una conoscenza più approfondita della materia potrà venire in seguito, dopo prove pratiche e dopo aver letto libri più 'scientifici'.

Ora sappiamo che la corrente è un flusso di elettroni da un punto ad un'altro. Sappiamo cos'è il potenziale elettrico e cos'è una resistenza. Ma che cosa mette in relazione queste grandezze? Esiste poi una relazione 'univoca' tra loro? Certamente. L'elettronica non potrebbe essere quello che è ora se non si appoggiasse a leggi ferree. Cos'ha dunque scoperto Ohm?
semplicemente che

'In una resistenza R ai cui capi è presente una tensione V scorre una corrente che è direttamente proporzionale al valore della tensione ed inversamente proporzionale al valore della resistenza stessa'.

Quindi conoscendo almeno 2 valori (V o R, I o R, etc...) possiamo stabilire tutte le grandezze in gioco applicando la formula appropriata. Applicando ora tale formula al circuito sotto riportato proviamo a calcolare il valore della corrente che circola nella resistenza.

Essendo la resistenza collegata direttamente i capi del generatore è ovvio che la caduta di potenziale ai suoi estremi è esattamente uguale a quella fornita in uscita dal generatore. In realtà ogni generatore non essendo 'ideale' spreca energia (sottoforma generalmente di calore) sulla propria resistenza interna, che di fatto limita in definitiva la corrente massima fornibile dal generatore stesso. Una batteria scarica ha un'alta resistenza interna, una batteria completamente carica invece ha una bassa resistenza interna. Schematicamente la resistenza interna è una resistenza 'entrocontenuta' (virtualmente, giacchè non è visibile) nel generatore stesso in serie ai suoi capi.

Conoscendo il valore della resistenza interna sarà possibile svolgere calcoli più precisi sui circuiti. Come regola generale, comunque, quando non la si conosce la si valuta come non esistente (= 0).

Nel collegamento in serie la resistenza risultante è semplicemente la somma di tutte le resistenze dell'aggregato. Nel parallelo la risultante l'inverso della somma degli inversi, ovvero

Le resistenze in serie sono attraversate dalla stessa corrente, pertanto ai loro capi si formerà una caduta di tensione proporzionale al valore della resistenza stessa. Nelle resistenze in parallelo invece la corrente si ramifica e si divide in parti diverse, secondo il valore di ogni resistenza. In questo caso tutte le resistenza sono sottoposte alla stessa tensione. Ammettiamo ora di avere due resistenze, una da 4 ohm ed una da 7 ohm applicate su due circuiti, uno serie ed uno parallelo, con alimentazione a 10V

Se sommiamo le due cadute di tensione otteniamo i nostri 10v di partenza (9,999 in questo caso dovuto alle approssimazioni matematiche dei calcoli).

Nel secondo caso (parallelo) vediamo cosa succede:

La somma delle correnti (2,5 e 1,428) dà come risultato la corrente totale calcolata prima, ovvero 3,928 A (anche qui le approssimazioni sui calcoli falsano l'ultima cifra decimale, insignificante ai nostri scopi).