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