Alimentatore Stabilizzato: simulatore interattivo raddrizzatore e filtro

Il momento che nessun libro mostra in movimento

Il raddrizzatore è uno degli argomenti dove la sequenza logica è chiara sulla carta, ma la comprensione profonda arriva solo quando vedi ogni stadio in parallelo: il secondario del trasformatore che oscilla, la mezza onda o l'onda intera che emerge dopo i diodi, e il condensatore che "liscia" il tutto verso una tensione continua con una certa ondulazione residua.

LuminaLab ti mostra i tre segnali sovrapposti in tempo reale nel simulatore alimentatore stabilizzato. Sposti lo slider del secondario da 6 V a 50 V RMS e vedi tutte le ampiezze scalare insieme. Aumenti la capacità del condensatore e guardi il ripple restringersi visibilmente: non è più una formula, è una curva che si appiattisce davanti alla classe. Abbassi il carico e vedi il condensatore che riesce a mantenere la tensione: la costante di tempo τ = RC diventa un effetto osservabile, non un numero da memorizzare.

Perché usarlo in aula

• Tre stadi visibili insieme. Half-wave, bridge e V_out filtrata appaiono negli scope dedicati sotto lo schema circuitale. Lo studente vede la trasformazione del segnale stadio per stadio, non solo il risultato finale.
• Confronto topologie immediato. Tab HALF-WAVE e BRIDGE affiancate mostrano come il ponte a quattro diodi raddoppi la frequenza di ripple e riduca la tensione media di ondulazione a parità di condensatore.
• Caduta diodi inclusa. Il modello applica V_d = 0,7 V per ogni diodo in conduzione (0,7 V per la semionda, 1,4 V per il ponte). I KPI mostrano valori fisicamente corretti, non il caso ideale.
• Scope pieno con toggle segnali. La tab SCOPE sovrappone secondario, raddrizzato e filtrato su scala fissa: perfetta per la LIM, ogni variazione di slider produce un effetto visivo immediato.

A chi è rivolto

Progettato per docenti di ITIS Elettronica ed Elettrotecnica che affrontano i raddrizzatori nel 5° anno (area "Conversione di potenza", D.P.R. 88/2010) e per docenti di IP MAT 4° anno TEEA (Tecnologie Elettrico-Elettroniche ed Applicazioni): diodo come interruttore controllato, circuito a semionda, ponte di Graetz, filtro RC e tensione di ripple. È il modulo naturale dopo il trasformatore monofase e prima dei regolatori lineari (78xx) e switching. Utile anche per Liceo Scientifico come primo contatto con i circuiti a diodo.

Promemoria veloce delle formule

Tensione di picco del secondario:

$$V_{pk}=V_{rms}\cdot \sqrt{2}$$

Tensione di picco dopo il raddrizzatore (ponte a 4 diodi):

$$V_{rect}=V_{pk}-2\cdot V_d\approx V_{pk}-1,4\text{ V}$$

Tensione di ripple (approssimazione RC, bridge):

$$V_{ripple}\approx \frac{V_{rect}}{2f{R}_{L}C}$$

Tensione media in uscita:

$$V_{DC}\approx V_{rect}-\frac{V_{ripple}}{2}$$

Percentuale di ripple:

$$\text{Ripple\%}=\frac{V_{ripple}}{V_{DC}}\times 100$$

Per spiegazioni didattiche, esempi reali, esercizi e domande guida per la classe vedi la guida didattica completa per il docente.

Domande frequenti

È davvero gratuito? Devo registrarmi? Sì, è gratuito al 100% e senza alcuna registrazione. Tutti i simulatori della suite sono accessibili liberamente, senza login né dati personali da fornire.

Funziona sulla LIM in aula? Sì, il simulatore è ottimizzato per 1280×720, la risoluzione standard delle LIM scolastiche. Funziona su qualsiasi browser aggiornato, senza plugin o installazioni.

Posso condividere il link con i miei studenti? Sì, ogni simulatore ha un URL diretto condivisibile via registro elettronico, classroom o messaggio. Gli studenti aprono il link e cominciano subito.

Il modello include la caduta dei diodi? Sì. Il simulatore applica V_d = 0,7 V per ogni diodo in conduzione (standard silicio). Il ponte a 4 diodi sottrae quindi 1,4 V al picco. I valori mostrati nei KPI riflettono questa correzione, non il caso ideale.

In quale anno si studia il raddrizzatore a ponte di Graetz? Per ITIS Elettronica ed Elettrotecnica il raddrizzatore è argomento del 5° anno, nell'area "Conversione di potenza" (D.P.R. 88/2010). Per IP MAT TEEA è affrontato al 4° anno nel contesto degli alimentatori industriali. Al Liceo Scientifico entra come applicazione del diodo al 5° anno di Fisica.

C'è una guida didattica per il docente? Sì. La guida didattica completa include collocazione curricolare per ITIS 5° anno, IP MAT TEEA 4° anno e Liceo Scientifico, schema UDA con rubrica di valutazione, errori frequenti degli studenti e prompt AI pronti all'uso.