E.Ambrosini, Elettronica Modulare, Tramontana
E. Cuniberti e L. DeLucchi, Elettonica digitale, Petrini
S. Mirandola, Corso di elettronica, Calderini
lunedì 24 novembre 2008
domenica 23 novembre 2008
Sesta lezione: esercitazione
Tempo:2 ore
Esperienza di laboratorio
ESERCITAZIONE
Dopo una breve introduzione sugli strumenti che si utilizzeranno nell'esperienza passiamo ora all'esercitazione.
Materiale:
Costruire il circuito in figura:
Mentre nel caso della tensione VBE il circuito sarà il seguente (e così via per le altre 2 tensioni):
Esperienza di laboratorio
ESERCITAZIONE
Dopo una breve introduzione sugli strumenti che si utilizzeranno nell'esperienza passiamo ora all'esercitazione.
Materiale:
- Alimentatore
- Multimetro
- 5 resistenze da 220Ω
- basetta
Costruire il circuito in figura:
Misurare le tensioni VAE (cioè la caduta di tensione al bipolo AE), così anche VBE, VCE e VDE.
Le misure che si otterranno non non dovranno avvicinarsi (non più del 5% di differenza) ai seguenti valori teorici:
VAE=5V
VBE=3,75V
VCE=2,5V
VDE=1,25V
Poi rifare le misure mettendo in parallelo al bipolo d'uscita un'altra resistenza da 220Ω. Quindi per esempio nel caso della tensione VAE il circuito sarà il seguente:
Mentre nel caso della tensione VBE il circuito sarà il seguente (e così via per le altre 2 tensioni):
Le misure che si otterranno non dovranno essere troppo diverse dai valori (<5%):>VAE=5V
VBE=2,14V
VCE=1,25V
VDE=0,71
Discussione:
Analizziamo prima le misure ottenute senza resistenza di carico. La tensione misuata al bipolo è proprio la Eeq del modello Thevenin che si può costruire per la rete del primo circuito considerato, vista dal bipolo.
Per la seconda serie di misure costruiamo invece un grafico mettendo in ordinata le tensioni ottenute senza resistenza di carico in uscita e con un colore diverso le misure ottenute con l'ulteriore resistenza in uscita. Il grafico sarà il seguente:
Quindi la nella seconda serie di misure abbiamo ottenuto valori inferiori (differenza significativa perchè maggiore del 5%). In questo caso infatti il bipolo d'uscita era chiuso sulla reistenza aggiunta, le tensioni misurate tenevano quindi conto della caduta di tensione sulla Req interna al modello.
Infine utilizzando il metodo con gi strumenti, possiamo ricavare i valori di Req e Eeq per i 4 bipoli:
bipolo AE Eeq=5V Req=0Ω
bipolo BE Eeq=3,75V Req=165Ω
bipolo CE Eeq=2,5V Req=220Ω
bipolo DE Eeq=1,25V Req=165Ω
Link utile per preparare un'altra esercitazione:
http://www.deit.univpm.it/fiori/didactics/eltpm/disp2.pdf
Sesta lezione: introduzione
Tempo:1 ora
Esperienza di laboratorio
INTRODUZIONE ALLE APPARECCHIATURE ELETTRONICHE UTILIZZATE NELL'ESPERIENZA
Alimentatore stabilizzato
Si tratta di uno strumento capace di fornire in uscita una tensione continua, ottenuta dalla conversione della tensione di rete alternata (220V-50Hz), molto stabile anche al variare della corrente erogata e della tensione di rete.
E’ uno strumento molto utile perché quasi tutti i circuiti elettronici richiedono, per un corretto funzionamento, di una adeguata alimentazione in continua,usata come sorgente di energia.
Un esempio di buon alimentatore lo si può trovare al link: http://www.directindustry.it/prod/agilent-technologies/alimentazione-elettrica-dc-programmabile-8981-23134.html
Altro link interessante:
COME COSTRUIRE UN ALIMENTATORE.
http://digilander.libero.it/nick47/lmnt.htm
Il multimetro digitale
Il multimetro digitale (DMM= Digital Multi-Meter) è uno strumento molto Versatile dato che è possibile misurare nel caso classico:
1.Tensioni continue
2.Tensioni alternate
3.Correnti continue
4.Correnti alternate
5.Resistenza in continua
Spesso è disponibile anche una funzione legata alla misura di valori bassi di resistenza, che consente la verifica della continuità elettrica evidenziata dal suono di un buzzer interno.
Un esempio di buon multimetro lo si può trovare al link:
http://www.directindustry.it/prod/agilent-technologies/multimetro-digitale-8981-143612.html
Altro link interessante:
GUIDA ALLO STRUMENTO.
http://misure.mecc.polimi.it/homepage_corsi/ModMis_Manenti/lab1_GuidaStrumentazione.pdf
Il resistore
I resistori assumono dimensioni diverse in base alla potenza dissipabile.
Per basse potenze il valore numerico della resistenza è individuabile tramite un opportuno codice a colori; per resistori di potenza il valore è riportato direttamente, in forma numerica, sul contenitore. Inoltre per potenze superiori a 2W si ricorre a forme e metodi costruttivi diversi.
Esempi di diversi resistori al link:
http://www.directindustry.it/tab/resistenze-condensatori-induttori-trasformatori-per-l-elettronica-448/resistori.html
IL CODICE A COLORI
In laboratorio si utilizzano resistori per basse potenze, quindi è utile conoscere e saper applicare il codice a colori.
Al link seguente viene riportato il dettaglio del codice a colori e il criterio per la lettura: http://www.peduto.it/codice_dei_colori.htm
Infine al link http://www.salvitti.it/geo/resistor/vengono riportate le serie normalizzate IEC più diffuse per i resistori: mentre le serie E96 e E48 hanno un codice a 5 strisce, le serie E24, E12 e E6 hanno un codice a 4 strisce. Le serie commercialmente più diffuse sono la E12 e E24.Talvolta può risultare presente la sesta striscia colorata indicante il coefficiente di temperatura.
sabato 22 novembre 2008
Quinta lezione
Tempo: 1 ora
Metodo con gli strumenti
Questo metodo si utilizza quando la rete non è conosciuta. In questo caso bastano 2 misure in condizioni diverse della corrente o della tensione al bipolo. Quindi per determinare il modello bisogna operare in questo modo:
1. Disegnare i circuiti elettrici (con il generatore reale del modello scelto) nei 2 casi.
2. Scrivere l'equazione della maglia che risolve il circuito per ognuno dei due casi.
3. Mettere a sistema le due equazioni ottenute e risolvere il sistema
Esempio
Applicando tra i morsetti di un bipolo incognito un resistenza da 1kΩ la tensione misurata ai capi del bipolo vale 5V; applicando invece una resistenza da 3kΩ la tensione misurata vale 7,5V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione:
In entrambi i casi il circuito da disegnare è il seguente.
Il sistema risulta quindi:
Esercizio n°1.
Applicando tra i morsetti di un bipolo incognito un resistenza da 8kΩ la tensione misurata ai capi del bipolo vale 16V; applicando invece una resistenza da 3kΩ la tensione misurata vale 12V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione: Eeq=20V Req=2kΩ
Esercizio n°2.
Applicando tra i morsetti di un bipolo incognito un resistenza da 5kΩ la tensione misurata ai capi del bipolo vale 10V; applicando invece una resistenza da 20kΩ la tensione misurata vale 20V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione: Eeq=30V Req=10kΩ
Esercizio n°3.
Senza applicare tra i morsetti di un bipolo incognito alcuna resistenza la tensione misurata ai capi del bipolo vale 20V; applicando invece una resistenza da 100Ω la tensione misurata vale 16V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione: Eeq=20V Req=25Ω
Metodo con gli strumenti
Questo metodo si utilizza quando la rete non è conosciuta. In questo caso bastano 2 misure in condizioni diverse della corrente o della tensione al bipolo. Quindi per determinare il modello bisogna operare in questo modo:
1. Disegnare i circuiti elettrici (con il generatore reale del modello scelto) nei 2 casi.
2. Scrivere l'equazione della maglia che risolve il circuito per ognuno dei due casi.
3. Mettere a sistema le due equazioni ottenute e risolvere il sistema
Esempio
Applicando tra i morsetti di un bipolo incognito un resistenza da 1kΩ la tensione misurata ai capi del bipolo vale 5V; applicando invece una resistenza da 3kΩ la tensione misurata vale 7,5V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione:
In entrambi i casi il circuito da disegnare è il seguente.
Il sistema risulta quindi:Esercizio n°1.
Applicando tra i morsetti di un bipolo incognito un resistenza da 8kΩ la tensione misurata ai capi del bipolo vale 16V; applicando invece una resistenza da 3kΩ la tensione misurata vale 12V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione: Eeq=20V Req=2kΩ
Esercizio n°2.
Applicando tra i morsetti di un bipolo incognito un resistenza da 5kΩ la tensione misurata ai capi del bipolo vale 10V; applicando invece una resistenza da 20kΩ la tensione misurata vale 20V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione: Eeq=30V Req=10kΩ
Esercizio n°3.
Senza applicare tra i morsetti di un bipolo incognito alcuna resistenza la tensione misurata ai capi del bipolo vale 20V; applicando invece una resistenza da 100Ω la tensione misurata vale 16V. Determinare il modello equivalente del bipolo.
Soluzione: Eeq=20V Req=25Ω
giovedì 20 novembre 2008
Quarta lezione
Tempo: 1ora
Metodo grafico
Molto spesso se la rete non è lineare oppure quando il carico non è lineare (quindi non è una
Molto spesso se la rete non è lineare oppure quando il carico non è lineare (quindi non è una
resistenza) per trovare il punto di lavoro (considerando la rete lineare a tratti) è utile utilizzare il metodo di risoluzione grafico. Dato il grafico della risposta del circuito si può facilemnte ricavare il modello equivalente di Thevenin:
Dal grafico si possono ricavare i valori dei parametri del modello.
In particolare il punto d’intersezione del grafico con l’asse delle ordinate rappresenta la tensione del bipolo a circuito aperto (cioè a corrente nulla), ossia il valore di Eeq.
Invece il punto d’intersezione con l’asse delle ascisse rappresenta il valore della corrente a tensione nulla (cioè la corrente di cortocircuito), ossia il valore di Aeq. Req si può ricavare invece conoscendo Eeq e Aeq con la formula: 
Esercizi in classe:
Esercizio n°1: Disegna la caratteristica V/I di un generatore reale di tensione avente Aeq=8mA e Req=2KΩ indicando i valori numerici dei punti a tuo avviso più significativi.
Soluzione: Eeq=Aeq·Req, quindi la caratteristica V/I diventa:
Esercizio n°2: Disegna la caratteristica V/I di un generatore reale di tensione avente Eeq=12V e Req=3KΩ indicando i valori numerici dei punti a tuo avviso più significativi.
Soluzione: Aeq=Eeq/Req=4mA, quindi la caratteristica V/I diventa
Terza lezione
Tempo: 1 ora
Esercizi in classe sul metodo di analisi.
Esercizio n°1:
Sia dato il circuito in figura con V1=10V, R1=1kΩ, R2= R3=2kΩ.
Calcoliamo Eeq che è la tensione a vuoto tra i poli A e B, cioè la tensione che cade su R2//R3:
Calcoliamo Req che è la resistenza vista dai due poli con il generatore di tensione spento (cioè bisogna sostituirlo con un cortocircuito), il circuito diventa quindi:
Per calcolare Aeq possiamo utilizzare l’equivalenza dei modelli:
Esercizio n°2:
Sia dato il circuito in figura con V1=10V, R1= R2= R3=2kΩ.
Eeq è la tensione a vuoto tra i poli A e B, cioè la tensione che cade su R1 che è esattamente quella del generatore V1.
Per calcolare Aeq utilizziamo l’equivalenza dei modelli:
Esercizio n°3:
Sia dato il circuito in figura con V1=10V e R2= R3=5kΩ.
Calcoliamo Req, il circuito spegnendo il generatore diventa:
Per calcolare Aeq utilizziamo l’equivalenza dei modelli:
Esercizio n°4:
Sia dato il circuito in figura con I1=5mA e R2= R3=1kΩ.
Utilizziamo in questo caso il modello di Norton. Aeq è la corrente di cortocircuito tra A e B, il circuito diventa:
Si tratta di un partitore di corrente, quindi la corrente che passa in R3 vale:
Calcoliamo Req, il circuito spegnendo il generatore di corrente diventa:
Per calcolare Eeq utilizziamo l’equivalenza dei modelli:
Esercizi in classe sul metodo di analisi.
Esercizio n°1:
Sia dato il circuito in figura con V1=10V, R1=1kΩ, R2= R3=2kΩ.
Calcoliamo Eeq che è la tensione a vuoto tra i poli A e B, cioè la tensione che cade su R2//R3:
Calcoliamo Req che è la resistenza vista dai due poli con il generatore di tensione spento (cioè bisogna sostituirlo con un cortocircuito), il circuito diventa quindi:
Per calcolare Aeq possiamo utilizzare l’equivalenza dei modelli:
Esercizio n°2:
Sia dato il circuito in figura con V1=10V, R1= R2= R3=2kΩ.
Eeq è la tensione a vuoto tra i poli A e B, cioè la tensione che cade su R1 che è esattamente quella del generatore V1.Eeq = V1=10V
Calcoliamo Req, il circuito spegnendo il generatore diventa:Per calcolare Aeq utilizziamo l’equivalenza dei modelli:
Esercizio n°3:
Sia dato il circuito in figura con V1=10V e R2= R3=5kΩ.
Calcoliamo Req, il circuito spegnendo il generatore diventa:Per calcolare Aeq utilizziamo l’equivalenza dei modelli:Esercizio n°4:
Sia dato il circuito in figura con I1=5mA e R2= R3=1kΩ.
Utilizziamo in questo caso il modello di Norton. Aeq è la corrente di cortocircuito tra A e B, il circuito diventa:
Si tratta di un partitore di corrente, quindi la corrente che passa in R3 vale:Calcoliamo Req, il circuito spegnendo il generatore di corrente diventa:Per calcolare Eeq utilizziamo l’equivalenza dei modelli:
mercoledì 19 novembre 2008
Seconda Lezione
Tempo: 1 ora
Metodo di analisi
Questo primo metodo per il calcolo dei parametri del modello di Thevenin è utilizzato quando si è in presenza di una rete che per quanto complessa sia conosciuta. Per calcolare i parametri si utilizzano le definizioni introdotte nella prima lezione.
Consideriamo per esempio il circuito nell'immagine seguente. 
Vogliamo calcolare i parametri del modello Thevenin visti dai nodi A e B.
Infine verifichiamo l’equivalenza dei modelli di Thevenin e Norton.
Proviamo a ricavare dal secondo modello (modello di Norton) il primo (modello di Thevenin): 
Concludendo possiamo quindi utilizzare per ogni circuito equivalentemente l'uno e l'altro modello.
lunedì 17 novembre 2008
Prima lezione
Tempo: 1 ora.
Importanza del teorema
Questo teorema risulta particolarmente vantaggioso e di rapida applicazione quando si debbano calcolare i valori di corrente e tensione relative solo ad una porzione della rete.
L’importanza nasce dal fatto che questo teorema permette di ricavare un semplice modello di tutta la rete elettrica, per quanto complessa sia, vista da un bipolo.
Un bipolo è un elemento che troviamo spesso nella vita quotidiana, basti pensare ai morsetti dell’ENEL: non si conosce tutta la rete collegata ai morsetti dai quali preleviamo corrente, ma possiamo costruirne un modello a partire dal teorema di Thevenin.
Altro esempio di bipolo è l’uscita o l’ingresso della scheda (circuito stampato).
Infine in applicazioni complesse, quanto la rete è costituita da una successione di blocchi in cascata, è necessario sapere cosa vede il singolo blocco dai suoi bipoli prima e dopo, per poterne interfacciare tanti.
Enunciato del teorema
Il teorema di Thevenin afferma che una qualunque rete lineare vista da due nodi (o morsetti) può essere sostituita con un generatore reale equivalente.
Due sono i 
possibili modelli del generatore reale equivalente: può essere un generatore reale di tensione, cioè un generatore di tensione con in serie una resistenza (modello di Thevenin), oppure come un generatore reale di corrente, cioè un generatore di corrente con in parallelo una resistenza (modello di Norton).
Definizione dei parametri del modello
Il generatore Eeq rappresenta le tensione a vuoto fra i due nodi, ossia dopo aver eliminato la parte di rete esterna a quella considerata.
IL generatore Aeq rappresenta la corrente di cortocircuito fra i due nodi, ossia dopo aver cortocircuitato il bipolo.
La resistenza Req a sua volta rappresenta la resistenza la resistenza equivalente della porzione di rete considerata, vista sempre dai due nodi, dopo aver spento tutti i generatori. Spegnere un generatore di tensione equivale a sostituirlo con un cortocircuito, mentre spegnere un generatore di corrente equivale a sostituirlo con un circuito aperto.
Per il calcolo dei parametri si può ricorrere a tre metodi diversi utilizzati in situazioni diverse.
Importanza del teorema
Questo teorema risulta particolarmente vantaggioso e di rapida applicazione quando si debbano calcolare i valori di corrente e tensione relative solo ad una porzione della rete.
L’importanza nasce dal fatto che questo teorema permette di ricavare un semplice modello di tutta la rete elettrica, per quanto complessa sia, vista da un bipolo.
Un bipolo è un elemento che troviamo spesso nella vita quotidiana, basti pensare ai morsetti dell’ENEL: non si conosce tutta la rete collegata ai morsetti dai quali preleviamo corrente, ma possiamo costruirne un modello a partire dal teorema di Thevenin.
Altro esempio di bipolo è l’uscita o l’ingresso della scheda (circuito stampato).
Infine in applicazioni complesse, quanto la rete è costituita da una successione di blocchi in cascata, è necessario sapere cosa vede il singolo blocco dai suoi bipoli prima e dopo, per poterne interfacciare tanti.
Enunciato del teorema
Il teorema di Thevenin afferma che una qualunque rete lineare vista da due nodi (o morsetti) può essere sostituita con un generatore reale equivalente.
Due sono i 
possibili modelli del generatore reale equivalente: può essere un generatore reale di tensione, cioè un generatore di tensione con in serie una resistenza (modello di Thevenin), oppure come un generatore reale di corrente, cioè un generatore di corrente con in parallelo una resistenza (modello di Norton).Definizione dei parametri del modello
Il generatore Eeq rappresenta le tensione a vuoto fra i due nodi, ossia dopo aver eliminato la parte di rete esterna a quella considerata.
IL generatore Aeq rappresenta la corrente di cortocircuito fra i due nodi, ossia dopo aver cortocircuitato il bipolo.
La resistenza Req a sua volta rappresenta la resistenza la resistenza equivalente della porzione di rete considerata, vista sempre dai due nodi, dopo aver spento tutti i generatori. Spegnere un generatore di tensione equivale a sostituirlo con un cortocircuito, mentre spegnere un generatore di corrente equivale a sostituirlo con un circuito aperto.
Per il calcolo dei parametri si può ricorrere a tre metodi diversi utilizzati in situazioni diverse.
domenica 16 novembre 2008
Prerequisiti e obiettivi dell'argomento
TEOREMA DI THEVENIN (e Norton)
MODULO A: LE BASI DELL’ELETTRONICA
Unità didattica A2
Unità didattica A2
Destinatari: 3^ anno ITIS ad indirizzo informatico
Conoscenze necessarie per comprendere l’argomento dei contatori (prerequisiti): Principi generali del fenomeno elettrico. Equazioni e sistemi di primo grado. Leggi di Ohm e principali teoremi delle reti.
Periodo: ottobre-novembre
Obiettivi di conoscenza:
CnT1. Conoscere l’importanza del teorema.
CnT2. Conoscere l’enunciato del teorema.
CnT3. Conoscere la definizione dei parametri del modello.
CnT4. Conoscere i principali strumenti di un laboratorio di elettronica (multimetro e alimentatore).
Obiettivi di abilità:
AbT1. Saper ricavare i parametri del modello con il metodo di analisi
AbT2. Saper ricavare i parametri del modello con il metodo grafico
AbT3. Saper ricavare i parametri del modello con il metodo degli strumenti
AbT4. Saper ricavare l’opportuno modello per una rete elettrica o un bipolo.
AbT5. Saper effettuare semplici misure con gli strumenti di laboratorio.
AbT1. Saper ricavare i parametri del modello con il metodo di analisi
AbT2. Saper ricavare i parametri del modello con il metodo grafico
AbT3. Saper ricavare i parametri del modello con il metodo degli strumenti
AbT4. Saper ricavare l’opportuno modello per una rete elettrica o un bipolo.
AbT5. Saper effettuare semplici misure con gli strumenti di laboratorio.
Competenze finali attese:
1.Saper trattare componenti elettronici di base.
2.Saper utilizzare la basetta sperimentale, l’alimentatore e il multimetro per la realizzazione e la misura di semplici circuiti elettronici.
1.Saper trattare componenti elettronici di base.
2.Saper utilizzare la basetta sperimentale, l’alimentatore e il multimetro per la realizzazione e la misura di semplici circuiti elettronici.
sabato 15 novembre 2008
Programma del corso di elettronica
MODULO A. LE BASI DELL’ELETTRONICA
(Settembre-Novembre)
A.1 Elementi di elettrotecnica in continua
(segnali, generatori, legge di Ohm, resistenze serie e parallelo)
A.2 leggi di Kirchoff, principio di sovrapposizione degli effetti,
modelli di Norton e Thevenin
A.3 Il condensatore, carica e scarica
MODULO B. ELETTRONICA DIGITALE E CIRCUITI COMBINATORI
(Novembre-Gennaio)
B.1 Introduzione all’elettronica digitale e codifiche numeriche
B.2 Variabili logiche e circuiti combinatori
B.3 Scale d’integrazione e famiglie logiche integrate
B.4 Circuiti combinatori a media scala d’integrazione
MODULO C. CIRCUITI SEQUENZIALI
(Febbraio-Marzo)
C.1 Oscillatori bistabili
C.2 Contatori
C.3 Registri
C.4 Circuiti multivibratori
MODULO D. LOGICA PROGRAMMATA E PROGRAMMABILE
(Aprile-Giugno)
D.1 Le memorie
D.2 I dispositivi ASIC
D.3 Le basi del microprocessore
D.4 I microcontrollori
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