Transitori di carica e scarica dei condensatori
A. Costantini | (la videolezione) Sono note le principali proprietà dei circuiti elettrici in continua ( in regime stazionario), ma non si è ancora esaminata la maniera in cui si stabilisce, in un circuito, questa condizione di regime, quando, ad esempio, un ramo contenente un generatore venga collegato o scollegato, e nemmeno sono state stabilite le leggi che regolano la transizione da un regime ad un altro, quando qualche parametro del circuito varia. Come si avrà modo di sottolineare, queste transizioni possono innescarsi per diversi motivi, ma sono sostanzialmente controllate dalla presenza di componenti con memoria, cioè l’induttore ed il condensatore, i soli in grado di immagazzinare energia: è evidente, quindi, che il comportamento dell’intero circuito sarà condizionato dal livello di energia posseduto all’istante iniziale da questi componenti. Cosa debba intendersi, poi, per ‘istante iniziale’ è chiaramente definito, nei casi concreti, dalla procedura che si mette in opera per effettuare i collegamenti tra gli elementi del circuito, normalmente realizzati per mezzo di interruttori.
Non è facile dare una definizione rigorosa, e forse non è neppure utile, ma viene detto ‘transitorio’ ogni fenomeno di passaggio da un regime ad un altro.
Come accennato, i transitori nei circuiti elettrici sono spesso dovuti alla ‘commutazione’, cioè alla azione di apertura o chiusura di interruttori, ed il loro studio permette di mettere in evidenza le eventuali sovratensioni e sovracorrenti che si instaurano nei diversi componenti della rete e che possono superare anche di decine di volte le corrispondenti ampiezze a regime. Il buon progetto di un circuito elettrico, dunque, non può prescindere da una chiara comprensione delle dinamiche transitorie, il cui studio consente, tra l’altro, di capire quali modifiche subiscano i
segnali prodotti da amplificatori, filtri oppure altri dispositivi elettrici ed elettronici, rispetto a quelli di ingresso.
Ricordiamo che i tipi principali di funzionamento in condizioni variabili nel tempo sono quattro e
possono essere così indicati:
• regime periodico sinusoidale, anche detto corrente alternata, in gergo;
• regimi periodici non sinusoidali;
• funzionamento transitorio;
• funzionamento in condizioni dinamiche generali.
Il regime sinusoidale è fondamentale dal punto di vista pratico, poiché esso corrisponde alle condizioni di funzionamento normale della maggior parte dei dispositivi elettrici, sia a livello domestico che industriale. Inoltre, anche dal punto di vista concettuale, il regime sinusoidale è essenziale, poiché costituisce la base per analizzare anche i regimi periodici non sinusoidali.
Vanno sotto il nome di transitorie quelle condizioni di funzionamento, solitamente di durata limitata, in cui un circuito si trova quando passa da una condizione di regime all’altra, dello stesso tipo o di tipo diverso.
Non è facile dare una definizione rigorosa, e forse non è neppure utile, ma viene detto ‘transitorio’ ogni fenomeno di passaggio da un regime ad un altro.
Come accennato, i transitori nei circuiti elettrici sono spesso dovuti alla ‘commutazione’, cioè alla azione di apertura o chiusura di interruttori, ed il loro studio permette di mettere in evidenza le eventuali sovratensioni e sovracorrenti che si instaurano nei diversi componenti della rete e che possono superare anche di decine di volte le corrispondenti ampiezze a regime. Il buon progetto di un circuito elettrico, dunque, non può prescindere da una chiara comprensione delle dinamiche transitorie, il cui studio consente, tra l’altro, di capire quali modifiche subiscano i
segnali prodotti da amplificatori, filtri oppure altri dispositivi elettrici ed elettronici, rispetto a quelli di ingresso.
Ricordiamo che i tipi principali di funzionamento in condizioni variabili nel tempo sono quattro e
possono essere così indicati:
• regime periodico sinusoidale, anche detto corrente alternata, in gergo;
• regimi periodici non sinusoidali;
• funzionamento transitorio;
• funzionamento in condizioni dinamiche generali.
Il regime sinusoidale è fondamentale dal punto di vista pratico, poiché esso corrisponde alle condizioni di funzionamento normale della maggior parte dei dispositivi elettrici, sia a livello domestico che industriale. Inoltre, anche dal punto di vista concettuale, il regime sinusoidale è essenziale, poiché costituisce la base per analizzare anche i regimi periodici non sinusoidali.
Vanno sotto il nome di transitorie quelle condizioni di funzionamento, solitamente di durata limitata, in cui un circuito si trova quando passa da una condizione di regime all’altra, dello stesso tipo o di tipo diverso.
