Elettronica pratica/Corrente e tensione in CA

Relazione tra corrente e tensione

Resistori

In un resistore, la corrente è sempre in fase con la tensione. Ciò significa che i picchi e gli avvallamenti della forma d'onda accadono nello stesso tempo. I resistori possono venire definiti semplicemente come dei dispositivi che compiono la sola funzione di inibire il flusso di corrente attraverso un circuito elettrico. Commercialmente, i resistori sono disponibili con vari valori standard, ciò nonostante dei resistori variabili sono pure prodotti chiamati potenziometri.

Condensatori

Il condensatore è diverso dal resistore sotto parecchi aspetti. Primo, non consuma potenza reale. Tuttavia fornisce potenza reattiva al circuito. In un condensatore, mentre la tensione aumenta il condensatore si carica. Da ciò una forte corrente iniziale. Quando la tensione raggiunge il valore massimo, il condensatore è saturo e la corrente scende a zero. Subito dopo il picco il circuito si inverte e la carica lascia il condensatore. Il circuito, nella successiva metà del ciclo, funzionerà specularmente come nella prima metà.

In un condensatore la relazione tra tensione e corrente è: $i(t)=C{d(v(t)) \over dt}$. Questa non è solo valida in C.A ma per qualsiasi funzione V(t). Come conseguenza diretta si può affermare che in realtà, la tensione ai capi di un condensatore è sempre una funzione continua del tempo.

Se si applica la precedente formula ad una tensione C.A. (i.e. $v(t)=V\cdot sin(\omega t+\Phi )$), si ottiene per la corrente uno sfasamento di 90° $i(t)=V\cdot \omega \cdot cos(\omega t+\Phi )$.

In un circuito a C.A. la corrente precede la tensione di un quarto di fase o 90°. Si noti che mentre nei circuiti D.C. nessuna corrente può scorrere dopo la prima carica o la scarica, nei circuiti A.C. una corrente scorre continuamente dentro e fuori dal condensatore, dipendendo dalla impedenza presente nel circuito. Impedenza. Questa è simile alla resistenza nei circuiti a C.C., eccetto che la impedenza ha 2 parti; la resistenza inclusa nel circuito, e la reattanza del condensatore, che dipende non solo dalla grandezza del condensatore, ma pure dalla frequenza della tensione applicata. In un circuito che abbia applicata una tensione C.C. e inoltre un segnale alternativo, un condensatore può venire impiegato per bloccare la C.C., mentre lascia passare il segnale.

Induttori

Negli induttori la corrente è la derivata negativa della tensione, significando che in qualunque modo la tensione cambi la corrente tende ad opporsi al cambiamento. Quando la tensione non sta variando non c'è nessuna corrente e nessun campo magnetico.

Nei circuiti a C.A. la tensione anticipa la corrente di un quarto di fase ovvero di 90°.

La tensione è definita come la derivata del flusso concatenato.

$V(t)={d(Ni(t)) \over dt}$

Risonanza

Un circuito che contiene dei resistori, dei condensatori, e degli induttori è detto essere in risonanza quando la reattanza induttiva bilancia la reattanza capacitiva e la resistenza totale del circuito risulta uguale al valore della componente resistiva. Lo stato di risonanza viene ottenuto portando la frequenza di alimentazione del circuito ad un valore tale che l'impedenza capacitiva bilanci quella induttiva, risultando in un circuito che appare totalmente resistivo.