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Il tasto ideale è un dispositivo con due stati di funzionamento:
cortocircuito ON
circuito aperto OFF
Questo comportamento può rappresentare anche un sensore, un diodo ideale in funzionamento ON/OFF, un condensatore o un induttore al termine del transitorio o a frequenza infinita e nulla ... quindi lo studio di reti con questi componenti riveste una importanza che va oltre l'impiego del semplice interruttore.
Si tratta di studiare tanti circuiti quanti sono i casi posti dallo stato degli interruttori.
Una considerazione utile ai fini pratici è che nel caso di interruttore aperto il carico resistivo in serie all'interruttore avrà i suoi due terminali allo stesso potenziale, quello del conduttore non interrotto.
Esercizio 1. Ricavare I, VAB e VBC con il tasto aperto e chiuso.
Se K1 è aperto, I=0 per il c.a., VAB=0 per la legge di Ohm, VBC=E perchè i potenziali di A e B coincidono, oppure per l'equazione alla maglia.
Se K1 è chiuso, VBC=0 per il c.c., VAB=E per l'equazione alla maglia, I=E/R1 per la legge di Ohm.
Esercizio 2. Analizzare il circuito nei due stati dell'interruttore. Calcolare VAB nei casi:
R1=R2
R1<<R2
K1 ON; VBC=0; VAB=E; I=E/R1
k1 OFF; R1 e R2 sono in serie, I=E/(R1+R2); VBC=I*R2
Esercizio 3. (porta logica con carico resistivo collegato a massa)
Ricavare I e VBC nei due casi di figura.
Esercizio 4. (porta logica con carico resistivo collegato all'alimentazione)
ESERCIZIO 5.
Studiare la rete seguendo la seguente procedura:
Individuare i rami.
Ad ogni ramo associare una corrente (indicarla sullo schema).
Per le tensioni riferirsi ai punti segnati; A, B, C, D; ad es. VAB
Per ognuno dei 4 casi e per ognuno dei circuiti semplificati (fino ad ottenere la resistenza totale vista dal generatore) applicare la legge di Ohm a tutte le resistenze.
Riportare nei circuiti semplificati, quando possibile, i riferimenti A,B,C,D e le correnti iniziali.
Non introdurre nuove correnti ( ad es. IRS1).
Effettuare la serie o il parallelo tra più di 2 componenti in un'unica operazione.
Esercizio 6.
Ricavare tutte le correnti sulle resistenze e le tensioni ai capi dei tasti.
E=10V, tutte le resistenze valgono 100ohm
Esercizio 7.
Ricavare tutte le correnti sulle resistenze e le tensioni ai capi dei tasti.
Suggerimento:
1) S1 off, S2 off
Il generatore è staccato dal resto della rete, quindi tutte le correnti sono nulle.
2) S1 off, S2 on
R1 in serie con R4 e con il parallelo tra R2 e R3
3) S1 on, S2 off
R4 è staccata; R1 in serie con il parallelo tra R2 ed R3
4) S1 on, S2 on
R4 è cortocircuitata; come nel caso 3 risulta R1 in serie con il parallelo tra R2 ed R3
Esercizio 8.
Ricavare tutte le correnti sulle resistenze e le tensioni ai capi dei tasti.
Suggerimento:
1) S1 off, S2 off
Il ramo con S1 è aperto e su R1 la corrente è nulla. Anche S2 è aperto. Quindi anche R5 non conduce. La rete si riduce all'unica maglia con V1, R4, R2
2) S1 off, S2 on
S1 aperto impone che la corrente su R1 sia nulla. S2 on cortocircuita R5 che si può non considerare. Praticamente siamo nello stesso caso precedente
3) S1 on, S2 off
La rete è formata da 3 rami:
R1 in serie con R5
V1 in serie con R4
R2
4) S1 on, S2 on
S2 cortocircuita R5 che si elimina. La rete è formata da 3 rami:
R1
V1 in serie con R4
R2
Interruttori con segnalazione luminosa
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