Tecnologie e tecniche della ripresa e della registrazione audio Corso 1 – 25 ore Unità didattica 1 – Grandezze elettriche Materiale rilasciato sotto licenza Creative Commons – Attribuzione/Non Commerciale/Condividi allo stesso modo Si autorizza, in deroga al secondo punto, l’utilizzo per l’insegnamento

Grandezze elettriche Tensione Induttanza Corrente Impedenza Resistenza Circuiti in corrente alternata Legge di Ohm Forme d’onda Circuiti in corrente continua Segnali sinusoidali Circuiti in serie Circuiti in parallelo Principio di Kirchhoff Capacità

Tensione La tensione è una delle grandezze elettriche principali Due punti nello spazio possono avere potenziale elettrico differente. Detto molto grossolanamente, la tensione è il «desiderio» delle cariche elettriche di spostarsi da un punto a maggiore potenziale verso un punto a minore potenziale. Ciò è simile al comportamento di un corpo immerso nella forza di gravità. Se si porta un corpo in alto e lo si lascia andare, il corpo cade e trasforma quella che era, da fermo in alto, la sua energia potenziale, in energia cinetica.

Tensione Analogamente lo spostamento di cariche elettriche da un punto dello spazio a maggiore potenziale verso un punto dello spazio a minore potenziale fa sì che la tensione diminuisca e si generi una corrente. La tensione si misura in Volt (abbreviata in V) e si indica nelle formule con V o U La tensione può essere continua o alternata La tensione indica anche la «pericolosità» di una fonte di energia elettrica.

Tensione Se entriamo in contatto con i due poli di un generatore elettrico, a seconda dei casi possiamo subirne danni da nulli a molto gravi (compresa la morte). Le tensioni «non pericolose» sono indicate dalla sigla ELV (Extra-Low Voltage). In realtà la suddivisione sarebbe, più precisamente: SELV (Safety Extra-Low Voltage), PELV (Protection By Extra-Low Voltage) e FELV (Functional Extra-Low Voltage)

Tensione SELV: a grandi linee, non più di 25 V in CA e 50 V in CC. Non provoca danni a persone e cose anche in caso di guasto. Applicazioni: trasformatori per suonerie, per giocattoli, lampade alogene a tensione ridotta (es. fari automobile) PELV: simile a SELV ma con collegamento a terra obbligatorio dei corpi e utilizzatori, e facoltativo per il circuito di corrente. Applicazioni: circuiti di comando, comandi macchina FELV: circuiti a bassissima tensione che possono essere collegati a circuiti a tensione superiore Applicazioni: circuiti a bassa tensione in cui non sia previsto il contatto diretto da parte di persone. Resistenze di riscaldamento, autotrasformatori, servosistemi.

Tensione Le tensioni presenti nei segnali elettrici audio sono bassissime, dell’ordine dal millivolt (mV) al volt. Per questo motivo i segnali elettrici audio non sono assolutamente pericolosi ma sono estremamente sensibili ai disturbi. Sorgenti di disturbo possono essere ad esempio scintillazioni, scariche elettrostatiche, linee elettriche a BT (anche SELV) che passano vicino alle linee di segnale Per questo motivo le linee di segnale sono normalmente protette contro i disturbi con vari mezzi, i più comuni dei quali sono la calza schermata e l’utilizzo di linee bilanciate.

Corrente Se si mette in collegamento, in qualche modo, un punto dello spazio a potenziale più elevato con un punto dello spazio a potenziale meno elevato, le cariche elettriche si spostano dal primo al secondo, generando una corrente. Se il collegamento tra i due punti è ideale, ovvero senza resistenza, la tensione tra i due punti scende a zero. La corrente si misura in Ampere (A) I segnali audio vanno da poche milliampere (mA) ad esempio all’uscita di un microfono, a molte decine di Ampere, ad esempio all’uscita di un grosso amplificatore finale.

Corrente Per quanto riguarda la pericolosità per l’Uomo della corrente, a 30 mA si possono avere già guai seri, a seconda di dove passa la «scossa». Per tale motivo i cosiddetti «salvavita» misurano la corrente che esce e quella che entra e, se «i conti non tornano», interrompono l’alimentazione del circuito. La pericolosità del contatto con un conduttore elettrico dipende dalla corrente ma, in subordine dalla tensione. Infatti è la tensione, in rapporto con la resistenza del conduttore, che genera una corrente più o meno grande nel conduttore stesso Se il «conduttore» è il corpo di un Uomo, la corrente «pericolosa» si genera solo se la resistenza del corpo stesso è tanto ridotta da consentirlo.

Resistenza Abbiamo detto che la tensione è la «voglia» che le cariche hanno di andare da un punto a potenziale più alto a un punto a potenziale più basso. Abbiamo detto inoltre che tale spostamento di cariche genera una corrente. La «difficoltà» che il conduttore oppone al passaggio delle cariche, quindi alla generazione della corrente, si chiama resistenza. La resistenza si misura in Ohm (Ω)

La legge di Ohm Tensione, corrente e resistenza sono legate tra di loro dalla legge di Ohm. La legge di Ohm dice che la tensione in V è uguale al prodotto della corrente in A per la resistenza in Ω: V = RI Se la tensione è zero, qualsiasi sia la resistenza, la corrente è zero. Se la resistenza è infinita, la corrente è zero

La legge di Ohm

Circuiti in corrente continua Un circuito elementare è caratterizzato da una tensione (spesso indicata come un generatore di tensione), una resistenza (perché i circuiti ideali a resistenza zero non esistono e una corrente generata dallo spostamento delle cariche. Nei circuiti a corrente continua la tensione si stabilisce tra due poli. Tipici esempi di generatore di tensione continua sono la pila, o la batteria dell’automobile. Convenzionalmente si stabilisce che le cariche vanno dal polo positivo verso il polo negativo.

Circuiti in corrente continua

Circuiti in corrente continua + -

Circuiti in corrente continua Il circuito della diapositiva precedente mostra anche uno dei più antichi e tipici utilizzi di tensione, resistenza e corrente. Il filamento della lampadina ha resistenza elevata e ostacola il passaggio della corrente. La corrente, nel passare, compie un lavoro che riscalda il filamento. Questo si scalda tanto da raggiungere il calor bianco e divenire luminoso. Il filamento non brucia perché all’interno della lampadina non vi è ossigeno. Altrimenti si carbonizzerebbe subito.

Circuiti in corrente continua – In serie Abbiamo detto che ciò che caratterizza un circuito, a prescindere dal fatto che gli si applichi tensione, è la resistenza. Due o più resistenze (es. due o più pezzi di filo, due o più resistori, due o più lampadine, ecc.) collegati in serie, presentano una resistenza pari alla somma delle loro resistenze. Un applicazione tipica (e pericolosa) era quelle delle ghirlande di Natale.

Circuiti in corrente continua – In parallelo Se il passaggio di corrente avviene in due conduttori in parallelo, la loro resistenza complessiva è minore, perché la corrente passa «un po’ di qua, un po’ di la» come l’acqua in due tubi.

Circuiti in corrente continua – In parallelo La formula per calcolare la resistenza equivalente complessiva è: 𝑅 𝑒𝑞 =1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3…) Se le resistenze sono solo 2, la formula si può semplificare: 𝑅 𝑒𝑞 = 𝑅1 𝑥 𝑅2 𝑅1+𝑅2