R, L e C in corrente alternata: gli sfasamenti
In corrente alternata tensione e corrente oscillano con la stessa frequenza, ma non sempre insieme. In un resistore sono in fase. In una bobina la corrente è in ritardo di 90°, perché la bobina si oppone alle sue variazioni; in un condensatore è in anticipo di 90°, perché la corrente lo carica prima che la tensione salga. L’opposizione alla corrente, la reattanza, dipende dalla frequenza.
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Imax = Vmax / X
I fasori sono frecce che ruotano: la loro proiezione verticale è il valore istantaneo. La tensione (blu) e la corrente (rossa) ruotano insieme; l’angolo fra loro è lo sfasamento. Il tempo è molto rallentato: una rotazione dura due secondi.
Nella bobina (0,1 H) la tensione è proporzionale alla rapidità con cui cambia la corrente, quindi è massima quando la corrente passa per zero: la corrente è in ritardo di 90°. La reattanza ω L cresce con la frequenza: la bobina blocca le frequenze alte.
Nel condensatore (10 μF) la corrente è proporzionale alla rapidità con cui cambia la tensione: la corrente è in anticipo di 90°. La reattanza 1 / (ω C) cala con la frequenza: il condensatore blocca la continua e lascia passare le frequenze alte. Il resistore vale 100 Ω e non dipende dalla frequenza; la tensione massima è 10 V.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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