Differenze tra le versioni di "Elettronica di Base"

Da raspibo.
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La seconda legge di Ohm ci aiuta a capire anche la regola per calcolare il valore della resistenza complessiva quando si mettono resistenze in serie e in parallelo.
 
La seconda legge di Ohm ci aiuta a capire anche la regola per calcolare il valore della resistenza complessiva quando si mettono resistenze in serie e in parallelo.
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(manca un disegno per resistenze in serie e in parallelo)
  
 
Per le resistenze in serie vale la regola della doppia fatica, prima i nostri poveri elettroni devono attraversare la prima resistenza, poi la seconda. (e se sono piu' di due, la terza, la quarta e cosi' via).
 
Per le resistenze in serie vale la regola della doppia fatica, prima i nostri poveri elettroni devono attraversare la prima resistenza, poi la seconda. (e se sono piu' di due, la terza, la quarta e cosi' via).
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R<sub>tot</sub> = R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub>  + R<sub>3</sub> + ....
 
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Per le resistenze di parallelo il ragionamento e' un po' piu' complesso. Tendenzialmente vale la regola della sezione, e' come affiancare piu' tubi, gli elettroni possono entrare in uno dei tubi e alla fine la corrente sara' quella che fuoriesce da tutti.
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Sicuramente la resistenza risultante dall'uso di piu' resistenze in parallelo e' minore.
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Se si mettono in parallelo due resistenze dello stesso valore, si ottiene una resistenza pari alla meta' del
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valore del valore usato. (due resistenze da 1000Ω in parallelo sono equivalenti a una resistenza di 500Ω).
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La regola generale e':
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Per due sole resistenze si puo' scrivere:
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R<sub>tot</sub> = (R<sub>1</sub> * R<sub>2</sub>) / (R<sub>1</sub> + R<sub>2</sub>)
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L'altro concetto chiave introdotto nella non-lezione del 7 febbraio e' la Potenza.
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Potenza=capacita' di fare qualcosa. (per i puristi Fisici, variazione del Lavoro per unita' di tempo).
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Si misura in Watt (W). E' una misura comune. Se pochi hanno chiesto in un negozio oggetti specificandoli in Ohm, Ampere o Volt, e' comune acquistare una lampadina da 50 Watt. Questa lampadina "usa", "ha bisogno" di 50 watt per funzionare: "fa" qualcosa per 50W. Cosa fa? Si spera che faccia luce per la maggior parte di
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quei 50W, ma spesso ne usa una parte, talvolta grande, in calore.
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Come e' legata la potenza alle grandezze che abbiamo visto con la prima legge di ohm? La formula elegante e':
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P = ΔV I
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In alternativa usando la legge di Ohm:
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P = R I<sup>2</sup>
  
 
=== Riconosciamo i componenti ===
 
=== Riconosciamo i componenti ===

Versione delle 14:00, 20 feb 2013

Basi: Tensione/Corrente/Potenza

Riassunto delle cose dette nella non-lezione 1 (7 febbraio 2013).

Un flusso di elettroni crea una corrente elettrica. L'intensita' di corrente (che si misura in Ampere, simbolo A) misura quanti elettroni al secondo passano (e' proporzionale al numero di elettroni al secondo).

E' intuitivo associare una corrente elettrica al fluido che scorre all'interno di tubi, e.g. acqua.

I materiali si comportano in modo diverso al passaggio della corrente. Alcuni impediscono il passaggio (isolanti), in altri fluisce molto facilmente (conduttori), in altri ancora passa ma con difficolta' (cattivi conduttori).

  • Esempi di isolanti: vetro, ceramica
  • Esempi di buoni conduttori: i metalli
  • Esempio di cattivi conduttori: la grafite

I cattivi conduttori sono utili in Elettronica, consentono di costruire componenti che creano un "impedimento calcolato" al passaggio di una corrente: le resistenze.

Per costruire una resistenza si crea un "filo" di grafite in modo che per lunghezza e sezione crei la "difficolta'" voluta al passaggio della corrente. Questa "difficolta'" si misura in Ohm (il simbolo e' l'omega greca maiuscola, Ω). La corrente fa piu' "10 volte piu' fatica" a passare in una resistenza da 10000 ohm di quanta ne faccia in una da 1000 ohm.

Le resistenze si trovano in commercio, costano O(1 centesimo). Hanno il valore indicato con strisce colorate. (qui occorre aggiungere un link al codice dei colori e una riflessione sui valori standard e sulla precisione)

Il terzo parametro importantissimo per iniziare con l'elettronica e' la Tensione (o Differenza di Potenziale). Il concetto di Differenza di Potenziale si capisce (almeno intuitivamente) pensando alla corrente come un liquido. Se avete un deposito di acqua a 5m di altezza, quell'acqua ha un certo potenziale gravitazionale, potete far funzionare un mulino che ha necessita' di un salto di 5 metri. Se quel deposito si trova a 10m potete far funzionare con la stessa acqua due mulini uno "in cascata" all'altro, o, come direbbe un elettronico, in serie.

Il concetto e' proprio quello: a quale "altezza" elettrica vengono immessi gli elettroni nel circuito e a quale altezza vengono recuperati? la differenza e' la Tensione o Differenza di Potenziale. Si misura in Volt (simbolo V)

La prima legge di Ohm:

ΔV = R I

indica la relazione fra differenza di potenziale (ΔV) resistenza (R) e Intensita' di Corrente (I).

Facciamo alcuni esempi.

  • Se colleghiamo i poli di una pila con isolante (resistenza infinita o quasi), non passa alcuna corrente (I=0).
  • Se attacchiamo ai poli di una pila una resistenza di alto valore passa una debole corrente
  • se invece usiamo una resistenza di basso valore passa una forte corrente.
  • infine (NB NON PROVATE QUESTO ESPERIMENTO! E' TEORICO!) se collegate i poli con un filo conduttore la resistenza e' quasi nulla e la corrente diventa quasi infinita! E' il corto circuito, il modo migliore di danneggiare circuiti, in quasto caso la pila si puo' rompere, talvolta scoppiare.

La legge di Ohm appare naturale. Se la corrente fa molta "fatica" a passare per il circuito ne passa poca, cioe' passano meno elettroni al secondo. Se invece il circuito oppone poche difficolta' al passaggio della corrente, allora passano piu' elettroni al secondo, cioe' maggior corrente, un numero piu' alto di Ampere.

La seconda legge di Ohm indica come la resistenza sia legata alla forma del conduttore:

La resistenza e' direttamente proporzionale alla lunghezza e inversamente proporzionale alla sezione del conduttore

Pensate a questi elettroni che devono passare per un filo dove e' faticoso avanzare. Io mi immagino gli elettroni come palline in un tubo e la resistenza come qualcosa di viscoso (miele?) nel tubo. Poniamo per semplicita' che il filo sia cilindrico. Se la lunghezza del filo e' doppia si fa doppia fatica (e' come dover passare due tubi uno di seguito all'altro). Se il tubo e' piu' ampio possono passare piu' palline contemporaneamente quindi la fatica media per pallina e' minore, il numero di palline che contemporaneamente entra nel tubo e' proporzionale all'area della sezione.

La seconda legge di Ohm ci aiuta a capire anche la regola per calcolare il valore della resistenza complessiva quando si mettono resistenze in serie e in parallelo. (manca un disegno per resistenze in serie e in parallelo)

Per le resistenze in serie vale la regola della doppia fatica, prima i nostri poveri elettroni devono attraversare la prima resistenza, poi la seconda. (e se sono piu' di due, la terza, la quarta e cosi' via).

Quindi per le resistenze in serie:

Rtot = R1 + R2 + R3 + ....

Per le resistenze di parallelo il ragionamento e' un po' piu' complesso. Tendenzialmente vale la regola della sezione, e' come affiancare piu' tubi, gli elettroni possono entrare in uno dei tubi e alla fine la corrente sara' quella che fuoriesce da tutti. Sicuramente la resistenza risultante dall'uso di piu' resistenze in parallelo e' minore. Se si mettono in parallelo due resistenze dello stesso valore, si ottiene una resistenza pari alla meta' del valore del valore usato. (due resistenze da 1000Ω in parallelo sono equivalenti a una resistenza di 500Ω).

La regola generale e':

1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ....

Per due sole resistenze si puo' scrivere:

Rtot = (R1 * R2) / (R1 + R2)

L'altro concetto chiave introdotto nella non-lezione del 7 febbraio e' la Potenza. Potenza=capacita' di fare qualcosa. (per i puristi Fisici, variazione del Lavoro per unita' di tempo). Si misura in Watt (W). E' una misura comune. Se pochi hanno chiesto in un negozio oggetti specificandoli in Ohm, Ampere o Volt, e' comune acquistare una lampadina da 50 Watt. Questa lampadina "usa", "ha bisogno" di 50 watt per funzionare: "fa" qualcosa per 50W. Cosa fa? Si spera che faccia luce per la maggior parte di quei 50W, ma spesso ne usa una parte, talvolta grande, in calore.

Come e' legata la potenza alle grandezze che abbiamo visto con la prima legge di ohm? La formula elegante e':

P = ΔV I

In alternativa usando la legge di Ohm:

P = R I2

Riconosciamo i componenti

Immagini e Simboli dei Componenti

La breadboard

Saldare i componenti

Uso di un tester

Legge di Ohm

Alimentatori

Circuiti con porte logiche