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Corso di Elettronica

tecnica

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ALTRI DOCUMENTI

GAGARIN
CENNI AD ALCUNE EQUAZIONI DIFFERENZIALI PER LA FISICA
Corso di Elettronica

Introduzione

Attualmente il corso è in fase di sviluppo, pertanto potrete trovare errori , incomprensioni, o parti incomplete, che verranno certamente completate ed approfondite. L' accesso è completamente gratuito.
Sono accettate qualsiasi forme di interventi, critiche, e suggerimenti da inviare all' indirizzo:
m.bottizzo@areacom.it

Per poter comprendere a pieno i contenuti di questo corso, è opportuno consultare prima il Corso di Elettrotecnica, in quanto esso contiene temi di interesse comune indispensabili per la prosecuzione di questo corso. Ogni lezione ha certamente dei riferimenti a concetti o teoremi che sono già stati trattati nel corso di elettrotecnica, e che quindi non verranno certamente ritrattati. Prima di consultare questo corso và quindi vista tutta la parte di elettrotecnica generale per i circuiti in corrente continua.

Il seguente corso è ottimizzato per l' utilizzo dei font Arial e Courier New.




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Lezione 1

Multipli e sottomultipli

In elettronica molte grandezze raramente si esprimono secondo il loro valore unitario, in quanto hanno valore molto più piccolo o più grande. Per facilitare sia la scrittura di questi valori, sia i calcoli nelle varie formule, si fà uso dei multipli e sottomultipli.

Multipli e sottomultipli di uso più frequente


Prefisso Fattore di moltiplicazione Simbolo Valore
Tera 10E12 T 1000000000000
Giga 10E9 G 1000000000
Mega 10E6 M 1000000
kilo 10E3 k 1000
etto 10E2 h 100
deca 10E1 da 10
unità 10E0 1
deci 10E-1 d 0.1
centi 10E-2 c 0.01
milli 10E-3 m 0.001
micro 10E-6 µ 0.000001
nano 10E-9 n 0.000000001
pico 10E-12 p 0.000000000001


La tabella indica i prefissi, i simboli, ed i relativi valori dei multipli e sottomultipli di uso più frequente. Quando il valore di una grandezza diventa molto piccolo o grande nei confronto del valore unitario, anzichè scrivere il valore per esteso, si scrive il valore sotto forma di multiplo nel seguente modo.

Es. Si consideri il numero 0,0045 A, questo valore di corrente in elettronica è all' ordine del giorno, ma esso è indicato come 4,5 mA (leggi 4,5 milliAmpere). Lo stesso numero, nelle formule non si scrive con la relativa unità di misura, ma con la cifra moltiplicativa.

Es. Consideriamo la moltiplicazione V = R*I = 5 * 4,5*10E-3, come si vede il valore di corrente non è stato scritto per esteso, ma con il relativo fattore di moltiplicazione. Applicando quindi le regole della matematica, il risultato sarà data da 5 * 4,5 = 22.5 * 10E-3 V = 22.5 mV.

Esercizi svolti

Esercizi

1) Risolvere le seguenti espressioni

    5 * 9*10E-5
    
    
    
    3*10E4 * 12*10E-2
    
    
    
    4*10E-3 * 3*10E3
    
    ----------------
    
        5*10E-3
    
    
    
    3.4*10E-2 * 6*10E-2
    
    -------------------
    
         4.3*10E4
    
    

Scrivete per ogni problema incontrato negli esercizi



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Lezione 2

Le resistenze

In elettronica lo studio delle resistenze non si limita al solo fenomeno elettrico, (che è già stato visto nella Lezione 8 del corso di elettrotecnica), ma si studiano anche i procedimenti costruttivi, la forma, e le caratteristiche meccaniche. Per quanto riguarda le tecniche costruttive, mi limiterò ad accennare alcune nozioni. In questa lezione analizzeremo le tipologie di resistenze più comuni, le loro forme e dimensioni, il loro valore ed il modo per riconoscerle.
I tipi più comuni di resistenze sono due, ma si estendono poi ad una varietà più ampia. Come primo tipo analizziamo le resistenze a valore fisso, esse sono costruite per presentare un certo valore di resistenza non variabile esternamente, oltre al valore resistivo, le resistenze si classificano anche per la potenza, è abbastanza noto che la corrente che circola al loro interno produce calore, e pertanto esiste per ogni tipo di R una potenza massima dissipabile che dipende dalla forma, ma principalmente dalle dimensioni del corpo. Le resistenze di uso comune sono realizzate mediante un cilindretto di ceramica sul quale si deposita poi un sottile strato di carbonio che in base alla sua composizione dà luogo a valori diversi di resistenza, per valori molti elevati, questo strato di carbonio viene inciso (tornito) in modo da allungarne il percorso e quindi aumentare la resistenza. Ai capi di questo cilindretto sono applicati poi i terminali (reofori) della resistenza necessari per le operazioni di collegamento agli altri componenti. Le resistenze di tipo commerciale hanno valori di resistenza e potenza definiti secondo uno standard comune ai vari costruttori, la tabella sottostante riporta i valori più comuni.

Tabella dei valori di R secondo il passo E12
1,0 3,3
1,2 3,9
1,5 4,7
1,8 5,6
2,2 6,8
2,7 8,2

Ovviamente non esistono solo i valori della tabella, ma anche i multipli fino alla decina di MegaOhm, ed i sottomultipli fino ad alcuni decimi di Ohm. Esistono poi passi di valori più completi, (al massimo fino ad E96), ma sono valori raramente utilizzati. Anche le potenze hanno un passo standard, esso però e più limitato, ed i valori più comuni sono:

Valori di potenze commerciali
1/8 W = 0,125 W
1/4 W = 0,25 W
1/2 W = 0,5 W
1 W
2 W
5 W

Esistono certamente altri valori di potenza, ma dipendono dal costruttore, e non sono valori standard. In fig 2.1 sono riportate le resistenze di tipo più diffuso reperibili in commercio.

Fig. 2.1

Questo tipo di resistenze, (avendo valore fisso), deve essere facilmente riconoscibile, e quindi su ogni componente viene stampato il valore ohmico, mentre la potenza si riconosce dalle dimensioni del corpo. Le tecniche per indicare il valore sono diverse, la più utilizzata sui corpi di dimensioni ridotte (da 1/8 W a 1 W), è il codice colori. Sui corpi delle R vengono realizzati delle bande colorate che permettono di leggere rapidamente e facilmente il valore. In figura 2.2 è riportata una resistenza tipica.

Fig. 2.2

Fig. 2.2

Per le resistenze del passo E12 vengono realizzate 4 bande colore e la tolleranza tipica è del 5%, per le resistenze di precisione (passo E96) le bande colorate sono 5, e la tolleranza tipica è del 1%.
Per leggere il valore di una resistenza bisogna osservare alcune regole fondamentali:

  • Si incomincia dalla banda colorata più vicina al bordo della resistenza.
  • Le prime 2 bande colorate indicano il valore numerico (passo E12, per il passo E96 sono le prime tre bande colore).
  • La terza (o la quarta per il passo E96) indica la cifra moltiplicativa.
  • L' ultima banda colore indica la tolleranza della resistenza.

    Qui di seguito è riportata una tabella col significato dei vari colori.

    Codice colori resistenze
    Colore Bande valore Banda moltiplicativa Tolleranza
    Nero 0 X 1
    Marrone 1 X 10 1%
    Rosso 2 X 100 2%
    Arancione 3 X 1000
    Giallo 4 X 10000
    Verde 5 X 100000
    Blu 6 X 1000000
    Viola 7 X 10000000
    Grigio 8
    Bianco 9
    Oro X 0.1 5%
    Argento X 0.01 10%
    Nessuna banda 20%

    Ecco alcuni esempi per la lettura delle resistenze mediante codice colori:

    1 )


    Si leggono le prime 2 bande (arancione, arancione), valore 33
    Si legge la terza banda (rosso), X 100
    Il valore è 33 X 100 = 3300 Ohm
    Si legge l' ultima banda (oro), 5%
    La resistenza è da 3300 Ohm, 5%.

    2 )


    Si leggono le prime 2 bande (giallo, viola), valore 47
    Si legge la terza banda (marrone), X 10
    Il valore è 47 X 10 = 470 Ohm
    Si legge l' ultima banda (oro), 5%
    La resistenza è da 470 Ohm, 5%.

    3 )


    La resistenza è da 22 Ohm, 5%.

    4 )


    La resistenza è da 1000 Ohm, 10%.

    Come si è visto leggere il codice colori non è difficile, e una volta che si conoscono i valori, la lettura è automatica.
    Negli esempi è stata introdotto il termine di tolleranza, esso indica lo scarto percentuale in più o in meno che può avere il valore di quella resistenza dal valore assegnatole, più la tolleranza è bassa, e migliore e il comportamento della resistenza alle variazioni di temperatura. Il valore del 5% di tolleranza è più che sufficiente per le normali applicazioni nel campo dell' elettronica industriale.
    Oltre al codice colori esistono altri metodi per il riconoscimento delle resistenze, ma vengono impiegati solo se le dimensioni del corpo lo permettono, difatti su resistenze di dimensioni grandi, il valore viene scritto direttamente con la seguente tecnica:

  • vengono scritte solo le cifre significative
  • la virgola viene sostituita dalla lettera moltiplicativa
  • Come lettere moltiplicative si usano quelle dei simboli dei multipli e sottomultipli.

    Ecco alcuni esempi di lettura dei valori scritti con questa tecnica.

    1 ) Si supponga di trovare scritto 5k6 10%

      La lettera "k" stà per kilo, ed essendo tra le due cifre indica una virgola. Il valore finale quindi è 5,6 kohm 10%.

    2 ) Si supponga di trovare scritto M33 5%

      La lettera "M" stà per Mega, ed essendo prima delle due cifre indica una virgola. Il valore finale quindi è 0,33 Mohm 5%.

    3 ) Si supponga di trovare scritto 82R 10%

      La lettera "R" stà per Ohm, ed essendo dopo le due cifre è solo moltiplicativa. Il valore finale quindi è 82 Ohm 10%.

    Un altro tipo di resistenze sono quelle variabili, il valore resistivo di questi componenti è variabile esternamente mediante azione diretta delle persone, ma può anche essere legato ad una grandezza fisica diversa da quelle elettriche. Questo tipo di resistenze si divide ancora in molte speci diverse, ma ci limiteremo ad analizzare solo le più comuni.
    Le resistenze variabili più conosciute ed utilizzate sono certamente i potenziometri ed i trimmer, questi due componenti (vedi fig. 2.3.a e 2.3.b), hanno la caratteristica di avere tre terminali, di cui due sono collegati ai capi della resistenza fissa, il terzo denominato cursore può assumere tutti i valori da 0 al valore massimo della resistenza fissa.

    Fig. 2.3.a (trimmer tipici)
    Fig. 2.3.b (potenziometri tipici)

    Il cursore scorre in modo rotativo o lineare direttamente sulla resistenza, (che può essere a filo, oppure a strato di carbonio), pertanto volendo realizzare una resistenza variabile si dovranno utilizzare un terminale fisso ed il cursore (fig. 2.4).

    Fig. 2.4.a
    simbolo di resistenza variabile
    trimmer - potenziometri
    Fig. 2.4.b
    schema di inserzione

    Questo tipo di resistenze variabili possono avere valori che variano dalle centinaia di Ohm ad alcuni Mohm, e la loro potenza può raggiungere anche 1 W.
    Un altro tipo di resistenze variabili sono le fotoresistenze (fig. 2.5), esse hanno la capacità di variare la loro resistenza in funzione della quantità di luce che le colpisce. La resistenza genericamente diminuisce con l' aumentare dell' illuminazione, e il campo di valori va da alcuni Ohm fino a valori prossimi all' infinito. Genericamente la variazione dalla piena luce all' assenza di luce produce una variazione di R da 0 a 20 kohm.

    Fig. 2.5

    Questo non è l' unico tipo di resistenze variabili da grandezze fisiche esterne, un altro tipo molto comune sono i termistori ed i varistori. I termistori sono resistenze variabili col variare della temperatura, essi si dividono ancora in P.T.C. (Positive temperature coefficent) ed N.T.C. (Negative temperature coefficent) a seconda che il segno del coefficente di temperatura sia positivo o negativo. Il campo di impiego è molto ampio, come è molto ampia la gamma di valori reperibili in commercio. I varistori o anche V.D.R. (Voltage dependent resistor) sono anche resistenze variabili, ma la variazione di resistenza dipende direttamente dalla tensione applicata ai loro capi, il loro impiego è particolarmente evidenziato nei circuiti di protezione da sovratensioni, essi si classificano secondo la loro tensione di intervento e mai secondo la loro resistenza.



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    Ultimo aggiornamento Domenica 11 Agosto 1996
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    Lezione 3

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