By Massimiliano De Magistris, Giovanni Miano
Questo libro è un testo introduttivo ai circuiti consistent with i corsi delle Facoltà di Ingegneria, al primo livello. Esso parte dai concetti di intensità di corrente, tensione e potenza elettrica, introducendo le leggi di Kirchhoff ed il modello circuitale su base fisica. Vengono poi introdotti gli elementi circuitali fondamentali ed illustrate le proprietà generali dei circuiti. Successivamente sono trattati i circuiti lineari e pace invarianti in maniera completa, sviluppandone le principali tecniche di analisi. Nonostante il taglio introduttivo e l’attenzione advert uno stile piano ed accessibile, il testo si propone di affrontare il modello circuitale in modo rigoroso ed al pace stesso moderno.
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Il tempo caratteristico pi` u piccolo di variazione di tale segnale `e tc ∼ = 1/f = 10−8 s = 10ns. La 8 ∼ lunghezza d’onda, assumendo c = 3·10 m/s, `e λc ∼ = 10−8 ·3·108 = 3m. Allora per il circuito ricevitore di una comune radio (che tipicamente ha le dimensioni al pi` u della diecina di centimetri) si ha λc >> lc . 4. Limiti circuitali di un microprocessore Consideriamo un microprocessore di un computer con frequenza di clock di 10 GHz. 1ns. Pertanto si ha che la lunghezza d’onda `e λc ∼ = 10−10 · 3 · 108 = −2 m = 3cm.
3 Leggi di Kirchhoff Il modello circuitale si fonda sul concetto di bipolo: invece di studiare il circuito fisico attraverso le leggi dell’elettromagnetismo, studiamo un modello approssimato in cui ciascun componente del circuito fisico `e rappresentato da un bipolo, il cosiddetto circuito di bipoli. La relazione caratteristica del bipolo esprime il legame tra l’intensit` a di corrente e la tensione del bipolo. Essa dipende solo dalla costituzione fisica del componente che il bipolo rappresenta. Le leggi di Kirchhoff descrivono invece le relazioni tra le intensit`a di corrente e le tensioni dei diversi bipoli del circuito.
La forma d’onda di un generatore di segnale che rappresenta una sorgente di informazione `e, in generale, estremamente complessa e non prevedibile in senso deterministico. Per questa ragione sorgenti di questo tipo vengono caratterizzate statisticamente. Come vedremo in seguito, un generatore ideale di tensione pu` o essere anche utilizzato per descrivere, almeno in parte, il comportamento equivalente di bipoli estremamente complessi. La potenza erogata da un generatore ideale di tensione `e data da: p = e · i.
