Essere maturi significa affrontare, e non evadere, ogni nuova crisi che arriva
ELETTRONICA
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
Massa
kilogrammo
kg
ESERCIZI DI VERIFICA SUI FENOMENI TRANSITORI
Esercizio 1 :
Un condensatore di capacità C = 100 μF viene caricato da 0
a 100 V mediante un circuito con costante di tempo 20 ms.
Calcolare: la carica e l’energia finali; la resistenza del circuito
di carica; la tensione V1 all’istante t1= 40 ms; il tempo t2
dopo il quale la tensione vale 80V.
[Risultati: Qf = 10 mC; Wf= 0,5 J; R = 200 Ω; Ω
V1= 86,5 V; t2= 32,2 ms]
Esercizio 2 :
Un condensatore inizialmente scarico, di capacità C = 50 μF,
viene caricato mediante un generatore di tensione avente
f.e.m. E = 25 V. Misurando la tensione all’istante t1= 0,2 s
si trova il valore V1 = 20 V. Calcolare la costante di tempo e
la resistenza del circuito di carica
[Risultati: τ= 0,124 s; R = 2,48 kΩ]
Esercizio 3 : Per il sottostante circuito di figura, in cui il condensatore è inizialmente
scarico, calcolare: la costante di tempo del circuito di carica; i valori finali
della tensione e dell’energia del condensatore; la corrente iniziale di carica;
la corrente i2 prima e dopo la chiusura del tasto T, disegnandone l’andamento.
[Risultati: ττ= 16 μs; μ Vf= 40 V; Wf= 32 μJ; Io= 0,1 A; prima della chiusura: I2= 20 mA,
costante;dopo la chiusura: i2 aumenta esponenzialmente da 0 a 20 mA]
Esercizio 4 :
Nel sottostante circuito il condensatore è inizialmente carico con tensione Vo= 30 V e,
mediante la chiusura di T1 (con T2 aperto), viene caricato fino al raggiungimento del regime.
Successivamente, aprendo T1 e chiudendo T2, il condensatore viene completamente
scaricato sulla resistenza R3.
Per la prima fase del processo calcolare: la costante di tempo τ1; la tensione finale sul
condensatore; la corrente iniziale di carica; la variazione di carica elettrica sul condensatore;
l’andamento nel tempo della tensione v2.
Per la seconda fase del processo calcolare: la costante di tempo τ2; l’andamento della
corrente nel resistore R3; l’energia elettrica dissipata in R3.
[Risultati: τ1= 14 ms; Vf= 100 V; Io= 0,2 A; ΔQ = 2,8 mC; v2 diminuisce esponenzia-
-lmente da 30 V a zero; τ2= 20 ms; i3 diminuisce esponenzialmente da 0,2 A a zero;
WR3= 0,2 J]
Esercizio 5 :
Nella sottostante rete il condensatore C è inizialmente scarico. Calcolare il valore della
corrente i3 con il tasto T aperto. Supponendo di chiudere T e di lasciare il circuito in tale
condizione, calcolare: la costante di tempo del circuito di carica, la corrente iniziale nel lato
capacitivo, la tensione sul condensatore e la corrente di carica al tempo t1 = 3 τ, il valore
finale della tensione sul condensatore, l’andamento della corrente i3 durante il transitorio
di carica. Disegnare gli andamenti della tensione vc e della corrente i3 in funzione del
tempo.
[Risultati: I3 = 0,18 A; τ = 13,8 μs; Io= 0,523 A; V1= 136,8 V; I1= 26 mA;
Vf= 144 V; andamento esponenziale crescente, da zero a 0,18 A]
Esercizio 6 :
Nel circuito di figura, il condensatore è inizialmente scarico. Il funzionamento del circuito è
il seguente: per i primi 30 s è chiuso T1 ed aperto T2; per i seguenti 10 s è aperto T1 e
chiuso T2; successivamente sono aperti ambedue gli interruttori.
Calcolare: la corrente iniziale di carica; la tensione vc dopo i primi 30 s; la corrente ic subito
prima e subito dopo la chiusura di T2; la tensione vc e la corrente ic al tempo finale di 40 s.
Disegnare gli andamenti di vc e ic in funzione del tempo.
[Risultati: Io= 0,8 mA; V1= 380 V; I1= 0,04 mA (prima) e I1= −3,8 mA (dopo);
V2 = 2,56 V; I2= −0,0256 mA]
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