Elettronica elettrotecnica - prof. Ventre

MINISTERO DELL’
ISTRUZIONE, DELL’
UNIVERSITA’E DELLA
RICERCA
ISTITUTO D’
ISTRUZIONE SUPERIORE
“CARLO E NELLO ROSSELLI”
A.S. 2014/2015
Materia: ELETTRONICA -ELETTROTECNICA
Classe: 3Cee
Prof. Ventre Valentino
Testo in adozione: Elettronica ed Elettrotecnica 1 –Tramontana - E. Ambrosini
Articolazione dei contenuti svolti
Modulo 1: Fondamenti di teoria dei circuiti elettrici resistivi
1-1 La corrente elettrica. Resistore come componente di circuiti: legge di
Ohm. Resistori in serie e in parallelo. Dualità serie parallelo (resistenzaconduttanza).
1-2 Riduzione di una rete resistiva vista dai morsetti di ingresso ad un'unica
resistenza equivalente. V
1-3 Legge di Ohm per i circuiti chiusi. Generatore ideale e reale di tensione
e di corrente.
1-4 Primo e secondo principio di Kirchhoff
Modulo 2: Metodi di risoluzione delle reti elettriche resistive in
continua
2-1 Metodo delle correnti di maglia impiego dei due principi di Kirchhoff a
reti contenenti
resistori e generatori di tensione. i
2-2 Metodo dei potenziali ai nodi: reti resistive contenenti resistori e
generatori di tensione.
2-3 Principio della sovrapposizione degli effetti per le reti lineari, in
particolare resistive pure con resistori, generatori di tensione e di corrente.
2-4 Teorema di Thévenin applicato a reti resistive in continua contenenti
resistori, generatori di tensione e di corrente.
2-5 Teorema di Norton applicato a reti resistive in continua contenenti
resistori, generatori di tensione e di corrente.
2-6 Dualità Thévenin/Norton: equivalenza tra generatore reale di tensione e
di corrente.
Modulo 3 condensatore e circuiti capacitivi. Fenomeni transistori nei
circuiti RC
3-1 ll campo elettrico. Richiami sulla forza di Coulomb e sulla definizione e
proprietà del campo elettrico.
3-2 Condensatore. Relazione fondamentale del condensatore. La capacita di
un condensatore
piano in funzione dei parametri geometrici ed elettrici. La costante
dielettrica dei materiale
interposto tra le armature e ruolo del materiale dielettrico per aumentare la
capacità.
3-3 Condensatori in serie e in parallelo.
3-4 Determinazione della capacita equivalente di circuiti puramente
capacitivi.
3-5 Carica/scarica del condensatore in un circuito RC pilotato da un gradino
di tensione. Costante tempo della carica/scarica. Espressioni analitiche e
andamenti temporali della tensione e della corrente nel circuito in fase di
carica/scarica.
3-6 Determinazione della costante tempo in un circuito RC nel caso generale
(impiego del teorema di Thévenin e del metodo di riduzione a capacita
equivalente).
Modulo 4: Fondamenti dell'elettronica digitale
4-1 Segnali analogici e digitali. Vantaggi dell'elettronica digitale su quella
analogica.
4-2 Cenni di teoria dei segnali. Forma d'onda di un segnale: segnali
periodici sinusoidale e ad onda rettangolare.
4-3 Sistema di numerazione binario: conversione da binario a decimale e
viceversa di numeri interi e frazionari senza segno.
4-4 Rappresentazione dei numeri con segno: complementazione a 1 e a 2.
4-5 Operazioni aritmetiche nel sistema binario: addizione, sottrazione.
4-6 Variabili logiche a due stati. Algebra di Boole: proprietà e teoremi
fondamentali. Teoremi di De Morgan.
4-7 Porte logiche fondamentali: NOT, OR e AND. Porte logiche derivate da
quelle fondamentali: NOR, NAND, XOR e XNOR.
Modulo 5: Sintesi dei circuiti combinatori
5-1 Gruppi universali. Universalità delle porte NAND e NOR.
5-2 Realizzazione di semplici espressioni logiche con porte NOT, OR e AND.
5-3 Realizzazione di circuiti Somma di Prodotti con sole porte NAND e di
circuiti Prodotti di Somme con sole porte NOR. .
5-4 Mintermini e Maxtermini. Forme canoniche SP (somma di prodotti) e PS
(prodotto di somme).
5-5 Mappe di Karnaugh (MK) per funzioni combinatorie di 3 e 4 variabili.
5-6 Impiego delle MK per la minimizzazione di funzioni completamente e
parzialmente specificate in forma SP e PS.
Modulo 6: Dispositivi Combinatori Integrati a Media Scala di
Integrazione
6-1 Le scale di-integrazione. Le famiglie logiche (elenco): confronto in
termini di velocita e dissipazione di potenza.
6-2 Caratteristica di trasferimento di una porta logica NOT. Fasce di livelli di
tensione in ingresso e in uscita: margine di rumore nel livello basso e alto.
6-3 Potenza dissipata da una porta logica. Tempo di propagazione e di
commutazione di una porta logica.
6-4 Multiplexer: definizione, simbolo logico, principio di funzionamento e
tabella della verità. Tecniche di espansione degli ingressi.
6-5 Studio di un integrato reale: l'ingresso di Enable.
6-6 Demultiplexer: 5-4 Multiplexer: definizione, simbolo logico, principio di
funzionamento e tabella della verità. Tecniche di espansione degli ingressi.
6-7 Introduzione ai codici. Encoder con priorità: simbolo logico e tabella
della verità.
6-8 L'encoder integrati 148: studio dei segnali ed esempio di espansione da
8 a 16 ingressi.
6-9 Il decoder: simbolo logico e tabella della verità.
Modulo 7: Circuiti Sequenziali
7-1 Definizione di circuito sequenziale. Il latch SR con porte NAND e NOR. Il
latch SR con Enable e il latch D con Enable.
7-2 Flip-flip. FF D, T e JK. Ingressi sincroni e asincroni. Tabelle delle verità e
diagrammi temporali. Il segnale di clock.
7-3 FF JK trasformato in FF D e in FF T.
7-4 Contatori: definizione. Contatori asincroni realizzati con FF JK triggerati
sul fronte negativo. Contatori asincroni modulo 2“ e modulo qualsiasi
(circuito di azzeramento) in avanti (up). Il caso del contatore asincrono
all'indietro (down).
7-5 Limite di frequenza dei contatori asincroni.
7-6 Contatori sincroni. Struttura del contatore modulo Zn. Progettazione di
un contatore sincrono modulo 2“ e modulo qualsiasi up o down con le
tabelle di eccitazione del FF JK.
7-7 Registri. Definizione e classificazione. Struttura e funzionamento dei
registri SISO, SIPO, PISO e PIPO.
Modulo 8: Elettromagnetismo
8-1 Fenomeni magnetici. Elettromagnetismo e induzione magnetica. Campi
magnetici e correnti elettriche. Proprietà magnetiche dei materiali. Campo
magnetico e legge della circuitazione magnetica. Flusso magnetico e
solenoidalità dell'induzione magnetica.
8-2 Circuiti magnetici. Magnetizzazione di un materiale ferromagnetico.
Legge di Hopkinson.
8-3 La legge dell'induzione magnetica. Autoinduzione: l'induttanza. Energia
del campo magnetico. Mutua induzione. Induttori in serie e parallelo.
Fenomeni transitori nei circuiti RL.
Aprilia, 17.06.2015
Prof. Ventre Valentino