Obiettivi formativi
1) Conoscenza e comprensione
Scopo del modulo di Elementi di elettronica è fornire agli studenti una
conoscenza di base di:
- tecniche di analisi dei sistemi lineari del primo e del secondo ordine nel
dominio della frequenza
- funzioni di trasferimento e funzioni di risposta armonica
- comportamento e caratteristiche dei sistemi in retroazione
- tecniche di valutazione della stabilità dei sistemi lineari
- circuiti per l'elaborazione analogica dei segnali basati sul amplificatori
operazionali
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Le competenze che lo studente potrà acquisire con questo insegnamento
sono:
- analizzare il comportamento dei sistemi lineari, con particolare
riferimento ai sistemi del primo e del secondo ordine, mediante analisi
nel dominio della frequenza
- analizzare comportamento e stabilità dei sistemi in retroazione
- analizzare il funzionamento di semplici circuiti basati su amplificatori
operazionali
Prerequisiti
Lo studente deve mostrare familiarità con gli insegnamenti di base impartiti nei primi anni del corso di laurea.
(Analisi matematica 1, Analisi matematica 2, Fisica generale 1, Fisica generale 2)
Contenuti dell'insegnamento
1) Modelli matematici dei sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici
2) Analisi dei sistemi lineari nel dominio della frequenza
3) Amplificatori operazionali e loro applicazioni
Programma esteso
1) Modelli matematici dei sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici
Esempi di Modelli matematici di sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici. Linearità e linearizzazione. Risposta dinamica dei sistemi del 1° e del 2° ordine. Sistemi del 2° ordine sottosmorzati: parametri della risposta al gradino.
2) Analisi dei sistemi lineari nel dominio della frequenza
Trasformata di Laplace: esempi e proprietà. Funzioni di trasferimento. Risposta al gradino dei sistemi del 1° e del 2° ordine. Sistemi in serie. Sistemi in retroazione. Stabilità e poli della funzione di trasferimento. Regime periodico: fasori e funzione di risposta armonica. Diagrammi di Bode: costruzione dei diagrammi asintotici. Criterio di stabilità di Bode.
3) Amplificatori operazionali e loro applicazioni
Amplificatori e funzioni di rete. Amplificatori differenziali. Amplificatori operazionali ideali. Applicazioni degli amplificatori operazionali: amplificatore di tensione non invertente ed invertente; inseguitore; sommatore; amplificatore differenziale; integratore; filtro passa-basso. Non-idealità degli amplificatori operazionali: tensione di offset, rapporto di reiezione di modo comune (CMRR).
Bibliografia
W. Bolton, "Mechatronics - electronic control systems in mechanical and
electrical engineering", 4th ed., Pearson Educational, ISBN 978-0-13-
240763-2.
Metodi didattici
Lezioni frontali. E’ previsto lo svolgimento di esercizi in aula, svolti sia dal
docente che dagli studenti.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova orale. L'orale è unico per i due moduli
integrati di "Applicazioni industriali elettriche" ed "Elementi di
elettronica". Durante la prova lo studente dovrà dimostrare di conoscere
e saper applicare le tecniche di analisi dei sistemi lineari trattate nel
corso, e di saper analizzare il comportamento di semplici circuiti basati su
amplificatori operazionali. Si attribuisce importanza anche alla capacità di risolvere esercizi.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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