Armando Caligiuri, elettroni in movimento
Benvenuti sul mio sito, novità e aggiornamenti dagli elettroni in movimento. Pagina dedicata all' elettrotecnica ed all' elettronica
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               Benvenuti nella mia pagina web dedicata all' elettronica ed all' elettrotecnica.


 Cercherò in questa pagina di definire con parole semplici ed adatte ai neofiti l' immenso mondo che stà dietro alle due materie dette prima,
non è un compito facile ma ci proverò. Naturalmente è impossibile condensare una materia vastissima in questo piccolo testo, ma se avete intenzione di approfondire o avete bisogno di una consulenza professionale potete mettervi in contatto con me tramite la pagina Contatti.
Alla fine di questo documento troverete i collegamenti alle pagine di approfondimento dedicate ai componenti elettronici attivi e passivi.

                                                                    Elettrotecnica

Iniziamo dalla materia prima, cioè da quello che ci serve per far funzionare il tutto, stiamo parlando della corrente elettrica.
La definizione classica è,  "un flusso di elettroni circolante in un conduttore sottoposto a una differenza di potenziale elettrico", l' unità di misura è l' Ampere, abbreviato con la
A maiuscola, in onore al fisico francese Andrè Marie Ampère che la studiò e la definì.
Nella definizione della corrente elettrica abbiamo introdotto un' altro parametro primario, la differenza di potenziale elettrico D.D.P. o tensione elettrica, oppure forza elettro motrice F.E.M. cioè quella forza che crea lo squilibrio elettrico negli atomi di un generico conduttore,
e quindi la circolazione degli elettroni, i quali nel tentativo di ristabilire l' equilibrio creano il flusso sopra citato, essa si misura
in Volta, abbreviato in Volt ed indicato con la
V maiuscola, tutto questo in onore dell' illustre scienziato italiano Alessandro Volta, il quale
svolse tanti studi e realizzò il primo generatore di tensione al mondo (la pila elettrica di Volta), esistono due tipi di tensione elettrica, quella continua la quale è costante (non varia nel tempo), e quella alternata (varia di valore nel tempo e può avere sia segno positivo che negativo).
Definiti i principali artefici di tutto il mondo elettrico resta da definire una terza forza, stiamo parlando della resistività elettrica, cioè di quella forza che ostacola il movimento degli elettroni in un generico conduttore (legame tra elettroni e nucleo dell' atomo), essa si misura in Ohm, in onore al fisico tedesco Georg Ohm che la studiò e la definì, essa è indicata col simbolo omega
Ω.
La potenza elettrica è invece il lavoro svolto dalla corrente e dalla tensione per ottenere un dato scopo e si misura in
W.

Da quanto detto
si capisce che applicando una tensione elettrica (V) ad un generico conduttore si provoca un flusso di elettroni (A) comunque ostacolato dalla resistività intrinseca al conduttore stesso (Ω).Questo si può affermare quando si lavora con correnti continue, in corrente alternata intervengono diversi altri parametri di cui bisogna necessariamente tenere conto, esse sono la frequenza f (quante volte passa per lo zero una determinata corrente nell' unità di tempo (1 secondo), la reattanza capacitiva Xc la reattanza induttiva Xl e lo sfasamento, queste, combinate con la resistenza creano un' altra grandezza equivalente (cioè nata dalla combinazione di tutti i parametri) chiamata impedenza ed indicata con il simbolo Z maiuscolo. Questo è un capitolo molto vasto e non trattabile in questa sede, altrimenti la pagina web assumerebbe dimensioni gigantesche e complicherebbe troppo le cose a chi si avvicina adesso alla materia,  per approfondimenti si può ricorrere a questa pagina in link.

Esistono materiali che si oppongono alla circolazione della corrente più di altri, cioè hanno una resistività specifica più alta, essi sono gli isolanti (gomma, vetro, pvc,legno secco,plastica, acqua distillata), diversamente i materiali conduttori presentano una resistività specifica molto bassa e si oppongono poco al passaggio della corrente elettrica (rame, oro, argento, alluminio, ottone, in genere materiali metallici).
Esistono anche dei particolari materiali chiamati semiconduttori (germanio e silicio) i quali presentano una resistività specifica neutra, essi mediante un procedimento chiamato "drogaggio" costituiscono la base per ottenere i transistor e i circuiti integrati che vedremo in seguito.

Ma come si produce la tensione elettrica? Il generatore più semplice è la pila elettrica, la quale produce una tensione di tipo continua
ed è
formata da dischetti di diverso materiale conduttore
sovrapposti ed immersi in un elettrolito, per approfondimenti vedere la pagina Wikipedia reperibile al seguente link . Sono attualmente fornibili anche pile ricaricabili,
da chiamare correttamente "accumulatori elettrici" i quali previo procedimento di ricarica restituiscono in un secondo tempo l' energia accumulata.
Per piccole capacità si utilizzano accumulatori al nichel-cadmio oppure il tipo perfezionato al nichel-manganese, per grosse capacità si utilizzano invece gli accumulatori al piombo-acido, ognuno presenta aspetti positivi e negativi, per approfondimenti cliccate su questo link.

L' energia elettrica che arriva nelle nostre case è di tipo alternata, ed è prodotta da fonti rinnovabili, cioè che si rigenerano in tempi brevi (pannelli fotovoltaici, centrali a biomasse, idroelettrico, eolica) oppure da fonti non rinnovabili (petrolio, carbone, metano, nucleare), comunque la quasi totalità è ottenuta convertendo un' energia che può essere solare, nucleare o altro in energia elettrica, oppure dall' energia meccanica,  tramite una macchina chiamata alternatore, la quale funziona secondo il principio dell' induzione elettromagnetica, potete approfondire andando a questo link .
L' energia viene quindi distribuita come indicato nella figura sottostante.

                                     

Per concludere cito le formule per calcolare almeno i parametri principali esposti prima, cioè tensione, corrente e resistenza, per fare questo ci viene in aiuto la
"legge di Ohm" la quale permette di calcolare uno dei parametri conoscendo gli altri due. per convenzione la tensione viene indicata con V, la corrente con I e la resistenza con R, detto questo passiamo alle formule.
Tensione V= R*I     Corrente  I= V/R   Resistenza R= V/I  
Il valore della potenza elettrica è invece data dalla moltiplicazione tra la tensione e la corrente, in sostanza, 
W= V*I
Cliccando su questo testo potete scaricare un file XLS da me realizzato appositamente con cui è possibile calcolare tutti i parametri previsti
dalla 
"legge di Ohm"
.

                                                                        Elettronica

Chiarito cos' è la corrente elettrica, come viene prodotta e distribuita fino alle nostre case e come calcolare i parametri principali, ci possiamo dedicare all' aspetto più raffinato, cioè  all' elettronica vera e propria, ma cos'è l' elettronica? Può essere definita semplicemente come quella scienza che crea ed usa strumenti, i quali utilizzano la corrente elettrica trasformandola in "segnali"per elaborare altre grandezze fisiche.
L' elettronica si divide ulteriormente in due grandi settori,
Elettronica analogica ed elettronica digitale.

Dicesi elettronica analogica quella dove si elaborano segnali elettrici che possono avere in ogni momento un qualsiasi valore da zero ad infinito.
Si può invece definire l' elettronica digitale come quella dove si elaborano segnali i cui valori possono essere solo due, 0 o spento,
oppure 1 o acceso.
In questa pagina tratteremo i principali componenti utilizzati in elettronica, sia attivi che passivi, i componenti passivi sono quelli che utilizzano energia ma non effettuano amplificazioni dei segnali o produzione o elaborazioni, servono da contorno agli attivi per polarizzarli e farli funzionare, al contrario i componenti attivi sono quelli che possono produrre, o amplificare o elaborare segnali.

Sia in elettrotecnica che in elettronica, per capire il funzionamento di un dato circuito è necessario lo schema che può essere sia elettrico che pratico. Quello elettrico o teorico utilizza simboli normalizzati per rappresentare i componenti utilizzati e serve a facilitare la comprensione del funzionamento, quello pratico invece rappresenta lo schema realizzativo del circuito.
A questo link trovate alcuni simboli utilizzati negli schemi elettrici.

Nelle pagine che avete a disposizione cliccando sui collegamenti alla fine di questo documento, potete trovare una trattazione più ampia della componentistica attiva e passiva più usata in elettronica.

 Naturalmente è impossibile condensare tutti questi concetti in poco spazio, la mia vuole essere solo una buona guida per chi si affaccia a questo fantastico mondo, è possibile comunque approfondire o richiedere una consulenza professionale contattandomi, per questo andate alla pagina contatti.
Queste pagine si arricchiranno in futuro di progetti riguardanti il mondo degli elettroni in movimento pronti da realizzare e che serviranno a mettere meglio a fuoco quanto detto.
Grazie di aver visitato il mio sito web e di aver seguito la mia guida, tornate a visitarlo.

 

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Armando Caligiuri, Electronic senior expert, electronic and I.T. maintainer, I.T. consultant.      e-mail: info@armandocaligiuri.it
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