Elettronica
L'elettronica è la scienza e la tecnologia del controllo degli elettroni. In pratica questo termine indica oggi l'insieme di conoscenze pratiche e teoriche necessarie per progettare e realizzare apparati in grado di elaborare grandezze fisiche, l'elettronica si basa su piccole tensioni (meno di 12 volt) rispetto l'elettrotecnica (da 12 volt in sù) tradotte per mezzo di opportuni dispositivi, servendosi di grandezze fisiche relative alla carica elettrica. Le realizzazioni dell'elettronica sono dei circuiti elettronici costituiti da dei componenti, attivi e passivi, collegati per mezzo di fili o tracciati conduttivi, in genere metallici, attraverso cui circolano correnti elettriche.
L'elettronica e l'elettrotecnica sono due discipline strettamente legate, che si differenziano per il tipo di applicazione: mentre l'elettrotecnica ha come scopo principale la trasmissione della potenza elettrica e la gestione e il progetto delle macchine elettriche, l'elettronica si occupa soprattutto dell'elaborazione dei segnali elettrici e quindi, in senso lato, dell'informazione.
L'elettronica si divide in due grandi settori:
l'elettronica analogica, si occupa di segnali analogici, cioè che variano nel tempo in modo continuo, e che in linea di principio potrebbero assumere un valore qualsiasi in qualunque istante di tempo dato (per esempio voci, suoni, intensità luminose ecc.): operazioni tipiche compiute su questi segnali sono l'amplificazione, la modulazione, la miscelazione, il filtraggio.
l'elettronica digitale, che invece tratta dei segnali elettrici che possono assumere soltanto alcuni valori (predeterminati e finiti) "legittimi" di tensione, convenzionalmente due valori utilizzando il sistema binario: "alto" o "basso" che sono associati ai valori logici "vero" e "falso". In questo caso ci si riferisce a segnali binari che in genere vengono sottoposti a operazioni logiche booleane come l'AND, l'OR, il NOT ecc
Storia
Le prime realizzazioni dell'elettronica sono state i circuiti radio riceventi e trasmittenti; senza dubbio Guglielmo Marconi fu un pioniere, ma le sue prime radio non avevano nulla che non si potesse considerare più di una applicazione dell'elettrotecnica ad un problema nuovo. Il vero salto di qualità avvenne per opera dell'ingegnere britannico John Ambrose Flemming dell'University College di Londra, che nel 1904 inventò il primo dispositivo elettronico a due terminali, il diodo a vuoto, cioè la prima valvola termoionica. Seguì a breve (1906) il primo componente elettronico a tre elettrodi di Lee de Forest, il triodo a vuoto, che permetteva anche di amplificare un segnale.
Dopo la prima guerra mondiale l'elettronica si sviluppò rapidamente, soprattutto per merito della radio, che in quel periodo era la sua applicazione di punta; nella teoria dei circuiti una pietra miliare fu nel 1927 l'invenzione del primo circuito a reazione, che permetteva di raggiungere con pochi componenti prestazioni nettamente superiori, mentre gli apparecchi radio si facevano sempre più sofisticati passando dai primi semplici schemi circuitali omodina, o sincrodina, a più complessi schemi eterodina e supereterodina, che garantivano una migliore separazione fra le stazioni radio e minor rumorosità.
Una nuova svolta si ebbe dopo la seconda guerra mondiale con l'invenzione del transistor, componente attivo che poteva assolvere le stesse funzioni delle valvole termoioniche ad una frazione del costo, dell'ingombro e della potenza necessari alle valvole: inoltre, più transistor possono essere integrati in dispositivi complessi, i circuiti integrati appunto, che possono contenere oggi anche molti milioni di transistori (e altri componenti come resistenze, condensatori, diodi ecc) e quindi possono svolgere così funzioni molto complesse con costi e ingombri contenuti.
Con i transistor prima e con i circuiti integrati poi l'elettronica conosce un vero boom, che a tutt'oggi non è ancora terminato.
Applicazione
-Le applicazioni più comuni dell'elettronica e dei circuiti elettronici sono:
-nelle telecomunicazioni;
-nell'informatica;
-nel controllo di robot e macchine industriali;
-nel controllo di ascensori e impianti automatizzati;
-nella diagnostica e nella clinica medica;
-negli strumenti di misura;
-nella visione artificiale;
-nella conversione dell'energia elettrica;
-negli azionamenti di motori a velocità variabile;
-nei veicoli stradali e ferroviari;
-nella microelettronica;
Componenti
-I componenti elettronici più comuni ed usati sono:
-Resistore
-Condensatore
-Induttore
-dispositivi a semiconduttore:
-Diodo
-Transistor
-valvole termoioniche
-componenti modulari:
-circuito integrato
-amplificatore operazionale
RESISTORE
Una resistenza elettrica o resistore, è un componente elettrico fondamentale, sicuramente è il componente elettronico piu importante: consiste in un materiale che oppone una certa resistenza al passaggio della corrente.
Gli usi piu comuni di una resistenza elettrica consistono nel limitare la corrente all'interno di settori e rami dei circuiti elettrici, proteggere altri componenti da correnti elevate, manipolare segnali, creare dei filtri per eliminare interferenze
CONDENSATORE
Il condensatore è un componente elettrico che immagazzina cariche elettriche, e le restituisce quando ce n'è bisogno.
E' formato da due terminali, e due armature metalliche, fra le cui c'è un isolante (detto dielettrico).
L'armatura che è connessa al terminale positivo della batteria, si carica di protoni, mentre l'altra, connessa al terminale negativo di elettroni; questi più sono, più forza d'attrazione esercitano fra di loro.
Questa forza d'attrazione è la tensione che c'è ai suoi capi.
Le principali caratteristiche di un condensatore, sono la capacità: che si misura in Farrad; e la tensione che riesce a reggere senza che il dielettrico si perfori (e che si crei perciò un corto-circuito) in Volt.
INDUTTORI
L'induttore è un componente elettrico che genera un campo magnetico al passaggio di corrente elettrica (continua o alternata od impulsiva).
Gli induttori sono impiegati in una varietà di dispositivi elettrici ed elettronici, tra i quali i trasformatori ed i motori elettrici nonché in svariati circuiti a corrente alternata ad alta frequenza.
DISPOSITIVI A SEMICONDUTTORE
I dispositivi a semiconduttore sono componenti elettronici che sfruttano le proprietà elettroniche dei materiali semiconduttori, principalmente il silicio, il germanio e l'arseniuro di gallio. I dispositivi a semiconduttore hanno rimpiazzato le valvole termoioniche nella maggior parte delle applicazioni. Essi utilizzano la conduzione degli elettroni nello stato solido, anziché nel vuoto o nello stato gassoso
DIODO
è il precursore del Transistor e fu ideato dal fisico inglese Sir John Ambrose Fleming nel 1904: Il diodo è un componente elettronico passivo non lineare a due terminali (bipolo), la cui funzione ideale è quella di permettere il flusso di corrente elettrica in una direzione e di bloccarla nell'altra, la qual cosa viene realizzata ponendo dei vincoli alla libertà di movimento e di direzione dei portatori di carica.
TRANSISTOR
Il transistor (o transistore) è un dispositivo a stato solido formato da semiconduttori. Il suo funzionamento è basato su quello della giunzione P-N, che era stata scoperta casualmente da Russel Ohl il 23 febbraio 1939, esaminando la differenza di conducibilità tra due lati di un cristallo di silicio semiconduttore con una crepa. transistor vengono impiegati in ambito elettronico, principalmente, come amplificatori di segnali elettrici o come interruttori elettronici comandati da segnali elettrici ed hanno sostituito praticamente quasi del tutto i tubi termoionici.
VALVOLA TERMOIONICA
La valvola termoionica (o tubo a vuoto) è stato il primo componente elettronico "attivo" realizzato dall'uomo. Per "attivo" si intende un componente che, grazie ad una fonte esterna di energia, fornisce in uscita un segnale di potenza amplificato. Il funzionamento di massima è semplice: la corrente passa fra due elettrodi: l'anodo ed il catodo, a seconda della tensione a cui sono posti e a seconda della tensione a cui sono poste alcune parti metalliche (griglie) frapposte ai due. Il catodo, terminale negativo, emette elettroni per effetto termoionico, cioè per riscaldamento.
Poiché il flusso di corrente è dovuto agli elettroni (non a ioni), taluni chiamano il dispositivo valvola termoelettronica.
CIRCUITO INTEGRATO
In elettronica un circuito integrato, in sigla IC (dal corrispondente termine inglese integrated circuit), anche abbreviato in integrato, anche chiamato microchip o semplicemente chip, è un circuito elettronico miniaturizzato in modo tale da presentarsi come singolo componente elettronico e adibito, sotto forma di rete logica digitale o analogica, a funzionalità di processamento o elaborazione in output di dati in input espressi sotto forma di segnali.
AMPLIFICATORE OPERAZIONALE
Un amplificatore operazionale è un amplificatore differenziale accoppiato in continua caratterizzato da un guadagno di tensione idealmente infinito ed una resistenza d'ingresso idealmente infinita.
Da tali ipotesi discendono due proprietà fondamentali:
La differenza tra le tensioni applicate in ingresso è nulla (nel caso in cui sia usato in configurazione a retroazione negativa).
Le correnti di ingresso sono nulle.
complimenti
