Analisi topologica dei circuiti elettrici/Prefazione

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La topologia di un circuito elettronico è la forma che assume il reticolo delle interconnessioni dei componenti del circuito. Un reticolo, i cui componenti siano cambiati o ridimensionati, conserva la stessa topologia. La topologia non riguarda la fisicità dei componenti di un circuito ma la loro collocazione su uno schema circuitale. Si occupa solo di quali collegamenti esistono tra i componenti. Ci possono essere molteplici componenti circuitali afferenti tutti alla stessa topologia.

Il pertinente insieme lessicale della topologia circuitale è costituito dei seguenti vocaboli:

  1. Nodo: punto di un grafo (di un circuito) in cui convergono tre o più rami
  2. Ramo: elemento (o gruppo di elementi) che costituisce una connessione tra due nodi (lato, arco, corda)
  3. Maglia: insieme di rami collegati fra loro in modo da formare un percorso chiuso
  4. Anello: un percorso chiuso che non contiene maglie al suo interno (maglia elementare)
  5. Taglio: insieme dei rami del grafo toccati da una superficie gaussiana che racchiude uno o più nodi
  6. Superficie gaussiana: una superficie che racchiude completamente i nodi (non li interseca)
  7. Albero di una rete: un insieme connesso di rami della rete, che comprende tutti i nodi del grafo senza formare percorsi chiusi (maglie)
  8. Coalbero: insieme dei rami del grafo che non appartengono all'albero.

In senso stretto, la sostituzione di un componente con uno di tipo completamente diverso non trasforma una topologia in un'altra topologia. In determinati contesti, tuttavia, queste sostituzioni possono liberamente essere descritte come differenti topologie. Per esempio, se scambiando induttori e condensatori in un filtro passa-basso si passa a un filtro passa-alto, si può transitare in un'alta topologia. Queste potrebbero essere descritte come topologia passa-alto e topologia passa-basso, anche qualora la topologia del circuito rimanga la stessa. Un termine più corretto per queste classi di oggetti (cioè, un circuito in cui viene specificato il tipo di componente, ma non il valore assoluto) è "circuito prototipo".

La topologia dei circuiti elettronici è affine alla topologia matematica, in particolare, per i circuiti che contengono solo dispositivi a due terminali. La topologia circuitale può essere vista come un'applicazione della teoria dei grafi.