Generatori di tensione e corrente
Generatori
I generatori sono dei componenti che forniscono energia, quest'energia
può essere una tensione che essi erogano od una corrente. I generatori di
tensione sono generatori capaci di erogare una tensione costante
indipendentemente dal carico applicato, invece i generatori di corrente
erogano una corrente costante indipendentemente dal carico applicato.
Sono possibili queste affermazioni, perchè i generatori in questione sono
ideali, cioè dei generatori perfetti con caratteristiche ottimali. La realtà
è invece tutt'altra cosa, perchè esistono dei limiti che i componenti (in
questo caso: batterie, pile, alternatori, dinamo ed ecc.) hanno, è tali
limiti (resistenza interna di valore finito e non zero) rendono i generatori
ideali solo generatori esistenti sulla carta e a livello teorico. Si possono
quindi distinguere generatori Ideali e Reali; Di tensione e di corrente.
Generatori di tensione ideali
I generatori di tensione ideali, hanno una resistenza
interna di valore 0. Questo perchè se abbiamo un carico di 0 ohm il
generatore ci dovrà fornire infinita corrente, nel caso la resistenza non
fosse 0 si avrebbe una corrente massima di limite, oltre la quale non è
possibile andare (nel caso dei generatori di tensione reali).
La resistenza interna 0
deriva anche dal fatto che la tensione che si ha sul generatore è uguale a
quella del carico, infatti se si assorbisse una certa corrente con un
resistenza interna superiore a 0 (Ri > 0), si avrebbe una caduta
di tensione sulla resistenza interna che impedirebbe alla tensione del
carico di eguagliare quella del generatore, cosi facendo non si
verificherebbero le caratteristiche ideali di un generatore di tensione.
N.B.
Ri = Resistenza interna
Di solito viene utilizzato un altro simbolo, raffigurato dalla seguente
immagine:
Generatori di corrente ideali
I generatori di corrente ideali, hanno una resistenza
interna che può essere di qualsiasi valore, inoltre mantengono sempre una
stessa corrente (corrente costante), indipendentemente dal carico applicato,
quindi se il carico e di 50 ohm passerà sempre la stessa corrente che con un
carico da infiniti ohm (0< Ri < ∞).
In effetti è un generatore di tensione che varia la propria tensione
d'uscita al variare del carico e della corrente da erogare, si può anche
dire che questo generatore di tensione variabile a "carico" può assumere
anche tensioni infinite. Infatti nella condizione di infiniti ohm il valore
di tensione deve essere anch'esso infinito.
Generatori di tensione reali
I generatori di corrente reali, hanno, come detto
precedentemente, una resistenza interna maggiore di zero. Se ad esempio
prendiamo una batteria da 1,5 volt, cortocircuitiamo il polo positivo e il
polo negativo con un filo di rame, si avrà una corrente molto alta ma non
infinita. Questo perchè internamente è come se avesse una propria resistenza
detta interna. Ogni generatore ha una resistenza interna, questa resistenza
cambia da generatore a generatore e dipende da quanta corrente di corto
circuito può erogare. Ad esempio una batteria mezza torcia può erogare più
corrente di una ministilo, questo perchè ha una resistenza interna
nettamente più bassa. Negli schemi circuitali, questa resistenza interna è
rappresentata da una resistenza messa in serie ad un generatore di tensione
ideale.
N.B.
Corto circuito: Espressione che descrive un
collegamento a bassissima resistenza (R = 0)
tra due punti ben specificati di un circuito elettrico od elettronico.
Per calcolare la resistenza interna: Basta misurare la
tensione nominale applicando ai poli di un generatore i puntali di un voltometro;
Bisogna cortocircuitare i poli del generatore e misurare con un ampèrometro
la corrente di cortocircuito; Ed infine utilizzare la legge di ohm.
Generatori di corrente reali
I generatori di corrente reali non esistono di per sè come
veri generatori, ma sono dei circuiti elettronici che mantengono in una
certa parte di circuito una corrente costante. I limiti di questi circuiti
derivano dalla tensione d'alimentazione, e dal carico applicato. Se il
carico in questione è ad esempio 10 ohm e l'alimentazione 5 volt sarà
praticamente impossibile ottenere una corrente costante di 4 ampere. Al
massimo si potrà generare una corrente inferiore a 500 mA (I =V/R). Invece
nel caso di una resistenza di 0,01 ohm è possibile generare una corrente di
4 ampère fino a correnti molto superiori.