Diagramma Tensione Corrente
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- Categoria: Elettrotecnica
- Pubblicato Sabato, 05 Gennaio 2013 09:48
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Diagramma tensione-corrente Tutti i componenti finora considerati (generatori, resistori, ecc.) sono collegati con l'estemo per mezzo di due morsetti. Per questo motivo questi componenti vengono classificati _come bipoli. È molto utile rappresentare la relazione fra la tensione e la corrente di un bipolo su un diagramma cartesiano che riporta in ascissa la tensione ai suoi capi, ed in ordinata la corrente che io attraversa.
Fig. 1.6 - Punto di lavoro sul diagramma tensione-corrente.
Immaginiamo, a titolo di esempio, un resistore sottoposto alla tensione di 12 V, e percorso dalla corrente di 3 A; il suo punto di lavoro P0 viene rappresentato sul diagramma dal punto avente ascissa 12. V ed ordinata 3 A, come in fig. 1.6.
La potenza dissipata dal resistore è data dal prodotto dell'ascissa del punto PO per la sua ordinata, ed equivale perciò all'area del rettangolo tratteggiato, delimitato dagli assi e dalle perpendicolari condotte dal punto P0.
In generale possiamo concludere che, nel diagramma tensione-corrente, l'area delimitata dagli assi e le perpendicolari tracciate per il punto di lavoro è proporzionale alla potenza.
La resistenza del componente in esame è invece uguale al rapporto fra l'ascissa V0 e l'ordinata I0 del puntù P0; indicando con α l'angolo segnato in fig. 1.7, possiamo scrivere la relazione
R = tanα (tangente trigonometrica dell'angolo α)
Fig. 1.7 - Rappresentazione della resistenza nel diagramma tensione-corrente.
Sottoponendo il resistore a diversi valori di tensione, possiamo tracciare il luogo di tutti i possibili punti di lavoro, ottenendo la retta passante per l'origine di fig. 1.8, detta caratteristica.
Nel caso del resistore ohmico (avente cioè R costante), la caratteristica risulta rettilinea e si giustifica cosi la denominazione di resistore lineare.
La fig. 1.9 a) illustra la caratteristica di due resistori, aventi rispettivamente resistenza bassa (piccola ampiezza di α) e resistenza elevata (maggiore ampiezza di α).
La fig. 1.9 b) mostra la caratteristica del generatore di corrente, costituita da una retta orizzontale (corrente costante ed indipendente dalla tensione).
La fig. 1.9 c) rappresenta invece la caratteristica del generatore di tensione, costituita da una retta verticale (tensione costante con qualunque corrente).
La fig. 1.9 d) indica la caratteristica del corto circuito (tensione uguale a zero per qualunque corrente), mentre
la fig. 1.9 e) fornisce la caratteristica del circuito aperto (corrente nulla con qualunque tensione). L'utilizzo del diagramma tensione—corrente permette la risoluzione dei circuiti elettrici lineari con metodo grafico, in alternativa al metodo analitico. Quando i bipoli non sono lineari, i metodi analitici risultano molto complessi, e quindi l'uso delle caratteristiche grafiche è spesso il metodo più conveniente, come si vedra nel capitolo 4.
Fig 1.8 - Caratteristica del resistore.
Fig 1.9 - Caratteristica dei bipoli.