Capitolo 27: Circuiti in corrente alternata

Descrizione

In questo capitolo si studiano i circuiti elettrici in cui la corrente cambia direzione periodicamente, detti circuiti in corrente alternata (CA o AC). Vengono analizzati i concetti di tensione e corrente alternate, impedenza, potenza media e fattore di potenza, con attenzione a resistenze, induttanze e capacità in AC. Si introduce il concetto di risonanza.

Contenuti principali

• Definizione di corrente alternata e caratteristiche sinusoidali
• Valori istantanei, massimi ed efficaci (Vrms e Irms)
• Comportamento di:
  • Resistenze in AC
  • Condensatori in AC
  • Induttori in AC
• Impedenza totale nei circuiti RLC
• Fase tra corrente e tensione
• Potenza attiva, reattiva e apparente
• Risonanza in circuiti RLC

Esercizi

1. Calcola il valore efficace della tensione per un’onda sinusoidale con valore massimo di 325 V.
2. In un circuito con resistenza di 10 Ω alimentato a 220 V efficaci, determina la potenza dissipata.
3. Spiega cosa succede in un circuito RLC alla frequenza di risonanza.

Attività laboratoriale

Esperienza con generatore di segnale sinusoidale collegato a un circuito RLC. Osservazione dell’andamento della corrente con oscilloscopio e analisi della sfasatura tra tensione e corrente. Dimostrazione della risonanza variando la frequenza di alimentazione.

Risorse digitali

• Simulazione PhET – Circuiti AC
• Video – Circuiti in corrente alternata e impedenza
• Wikipedia – Corrente alternata