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
- dispositivi elettronici e loro applicazioni
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
- riconoscere i componenti elettronici e le loro applicazioni più comuni.
Prerequisiti
Lo studente deve aver 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
Elementi di Elettronica
La parte di corso relativa a questo modulo si propone di fornire allo studente i criteri generali per analizzare il comportamento di circuiti elettronici di base per l’elaborazione di segnali. Perciò, durante lo svolgimento del corso sono proposte lezioni sui seguenti argomenti:
1) Modelli matematici dei sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici
2) Analisi dei sistemi lineari nel dominio della frequenza
3) Sistemi in retroazione
4) Modelli di base di componenti elettronici (diodi, transistor e amplificatori operazionali) ed esempi di applicazione.
Programma esteso
1) Modelli matematici dei sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici (2 ore)
Esempi di Modelli matematici di sistemi lineari meccanici, elettrici ed elettro-meccanici.
2) Analisi dei sistemi lineari nel dominio della frequenza (10 ore)
Sviluppo in serie e Trasformata di Fourier. Trasformata di Laplace: esempi e proprietà. Funzioni di trasferimento. Risposta al gradino dei sistemi del 1° e del 2° ordine. Sistemi in serie e in parallelo.
3) Sistemi in retroazione (6 ore)
Equazioni caratteristiche dei sistemi in retroazione. Stabilità e poli della funzione di trasferimento. Diagrammi di Bode: costruzione dei diagrammi asintotici. Criterio di stabilità di Bode.
4) Modelli di base di componenti elettronici (diodi, transistor e amplificatori operazionali) ed esempi di applicazione (6 ore)
Proprietà dei semiconduttori. Giunzione pn. Caratteristiche corrente-tensione di: diodo; MOSFET; BJT; Amplificatori Operazionali. Esempi di applicazione dei diodi (raddrizzatori), dei transistor (ponte H per la generazione di onde quadre e amplificatore con BJT a emettitore comune) e degli Amplificatori Operazionali (amplificatore invertente, amplificatore non invertente, buffer, sommatore).
Bibliografia
Lo studente può far riferimento ai seguenti testi per la preparazione dell’esame:
A. Hambley, “Electrical Engineering: Principles and Applications”, 6th ed., Prentice Hall, ISBN-10: 027379325X
R.C. Jaeger, T.N. Blalock, "Microelectronic circuit design", 4th ed., McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-338045-2
Oltre a questi libri, per lo studio, gli studenti potranno utilizzare le note di quanto esposto durante le lezioni e le esercitazioni, che saranno resi disponibili sulla piattaforma Elly.
Metodi didattici
Il modulo di Elementi di Elettronica prevede 3 crediti formativi, che corrispondono a 24 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali alternate a esercitazioni in aula. Durante le lezioni frontali saranno affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi. Le note proiettate e gli eventuali appunti utilizzati a supporto delle lezioni saranno caricati sulla piattaforma Elly. Per l’accesso a questo materiale è necessaria l’iscrizione al corso on line. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente. Su tale piattaforma vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione, che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta. Lo scritto è unico per i due moduli
integrati di "Applicazioni industriali elettriche" ed "Elementi di
elettronica". Nella prova scritta lo studente deve dimostrare la capacità di risolvere esercizi dimostrando di conoscere
e saper applicare le tecniche di analisi dei sistemi lineari trattate nel corso. Inoltre, dovrà dimostrare di aver acquisito le nozioni di base della teoria elettronica trattata durante le lezioni. Il voto complessivo sarà il risultato di una media pesata dei voti conseguiti nelle varie parti dell'esame.
Altre informazioni
Sito web dell'insegnamento disponibile sulla piattaforma Elly.
