#4 Generatore di tensione

Nella lezione precedente abbiamo analizzato il pilastro fondamentale dell'elettrotecnica, ovvero la legge di Ohm. In questa lezione, invece, vi parlerò del generatore di tensione, l'ultimo argomento riguardante la teoria dell'elettrotecnica. Come abbiamo visto nella lezione sulla #1 Corrente elettrica, il generatore di corrente doveva fornire una certa potenza per poter imporre una corrente costante. Per il generatore di tensione il concetto è lo stesso, ovvero deve fornire una certa potenza, ma per poter imporre una tensione costante e non una corrente. I simboli utilizzati per indicare un generatore di tensione generico sono i seguenti:

Simboli utilizzati per indicare un generatore di tensione

Qual'é la differenza tra generatore di corrente e generatore di tensione?

Ambedue sono due strumenti in grado di fornire energia elettrica, ma il primo impone una corrente costante, quindi la tensione sarà direttamente proporzionale alla resistenza che andremo a collegare. Il secondo, invece, impone una tensione costante, di conseguenza la corrente sarà inversamente proporzionale alla resistenza che collegheremo.

Se analizziamo il seguente circuito con la legge di Ohm:

Circuito di esempio con un generatore di tensione e un resistore

Notiamo che la corrente che attraversa il nostro resistore risulta pari a:

Legge di Ohm applicata al circuito precedente

Risulta chiaro che si tratta di una proporzionalità inversa, come accennato in precedenza, poiché all'aumentare della resistenza R diminuisce la corrente I. Per quanto riguarda la potenza essa è sempre pari al prodotto della tensione con la corrente.

Nella vita quotidiana la maggior parte dei generatori sono di tensione (come le classiche batterie). Un classico esempio di un generatore di corrente è un generatore di tensione da laboratorio limitato in corrente, ovvero un generatore che non può erogare più corrente di quanto sia stato precedentemente stabilito. Supponiamo che sia stato impostato un valore massimo di corrente in uscita pari a 0,5 A. Se si collegano in uscita resistori con valore sempre più basso, la corrente aumenta fino a raggiungere 0,5 A. Da questa soglia il generatore di tensione si comporterà come un generatore di corrente, infatti se si diminuisce ancora il valore dei resistori collegati in uscita la corrente resterà costante, ma diminuirà la tensione.

► Esercizio di esempio

Si consideri il seguente circuito:

Dove:
E = 24 V
R = 96 Ω
Calcolare la corrente erogata e la potenza sviluppata dal circuito.
Applicando la legge di Ohm la corrente risulta:

La potenza invece risulta: