Elettronica For Dummies

Cathleen Shamieh

• Publisher: Hoepli
• Year: 2015
• eBook ISBN: 9788820368869
• Topic: Technology & Engineering
• Subtopic: Electrical Engineering & Telecommunications
• Index: Technology & Engineering

Elettronica che argomento affascinante... Volete creare qualcosa? Questo è il libro che fa per voi! Potrete progettare ogni genere di apparecchio se conoscete l'elettronica e il suo funzionamento. Ecco lo scopo di questo libro. Scoprire come funziona l'elettricità, come sfruttarla e come metterla all'opera, quali strumenti sono necessari per realizzare circuiti e come usarli in sicurezza: e il tutto senza troppi tecnicismi.Misteri risolti – scoprite come funziona il vostro iPod, telecomando o computerStrumenti essenziali – predisponete il vostro laboratorio con tutti gli strumenti necessariSchemi elettrici – imparate a comprendere gli schemi e a usarli per scoprire come funziona un progettoSimboli – riconoscete tutti i simboli relativi a fonti di alimentazione, massa e componenti Componenti – imparate a utilizzare resistenze, condensatori, diodi e transistorMettere insieme il tutto – i circuiti integrati hanno tantissimi utilizzi: scoprite come a sfruttarli al meglio Come funziona – imparate ad applicare le regole che governano la corrente e la tensione.In questo libro:Differenza tra elettronica ed elettricitàStrumenti essenzialiSorprendenti progetti da realizzare al voloDove trovare i componentiConsigli importanti per la sicurezzaInformazioni utili su altoparlanti, buzzer e motori in CCLa legge di Ohm e come usarla

Parte I

Le basi dell’elettronica

“Scusa... non è che dovevo togliere i componenti, prima di forarla?”

In questa parte…

Siete curiosi di sapere che cosa fa funzionare la miriade di apparecchi elettronici che vi circonda? Volete sapere come fanno gli altoparlanti a produrre suoni, i motori a girare e i computer a calcolare? Avete scelto proprio il libro giusto!

In questi primi capitoli scopriremo che cos’è l’elettronica, che cosa può fare per voi e come funzionano, in generale, tutti gli apparecchi elettronici. Non preoccupatevi: non vogliamo annoiarvi con pagine e pagine di teoria, fisica e matematica. Quando possibile poggeremo i concetti su analogie ed esempi concreti, parlando del comportamento di acqua, biglie e dessert, in modo da rendere il tutto più facile da comprendere e anche più divertente. E, divertendovi, acquisirete anche una profonda conoscenza del funzionamento dei componenti elettronici e scoprirete come possono combinare le proprie forze per rendere possibili tutte le meraviglie che vi circondano.

Capitolo 1

Che cos’è l’elettronica e che cosa può fare per voi

In questo capitolo

Che cos’è la corrente elettrica.

Il potere degli elettroni.

Materiali conduttori per trasportare il flusso degli elettroni.

Connettere i componenti di un circuito.

Controllare il comportamento degli elettroni tramite i componenti elettronici.

Applicare l’energia elettrica per far funzionare le cose.

Probabilmente avete già un’idea, almeno una vaga idea, dell’elettronica. Sicuramente utilizzate quotidianamente apparecchi di ogni tipo della cosiddetta “elettronica di consumo”: iPod, impianti stereo, personal computer, videocamere digitali, televisioni. Per molti, però, queste sono solo tante “scatole magiche”, ricche di pulsanti e in grado di esaudire ogni desiderio.

Sapete che sotto la veste elegante di questi apparecchi si cela un ricco assortimento di piccoli componenti elettronici, connessi fra loro in modo appropriato per “far funzionare le cose”. E ora desiderate sapere qualcosa di più sul “perché” funzionano queste cose.

Come scoprirete in questo capitolo, la corrente elettrica è costituita da elettroni che si spostano in modo armonico e l’intera elettronica si basa sul controllo della corrente elettrica. Quindi partiremo dalla corrente elettrica e scopriremo di cosa ha bisogno per… correre. Per concludere, vedremo una panoramica delle idee realizzabili grazie all’elettronica.

Ma che cos’è l’elettronica?

Quando accendete la luce in casa, connettete una fonte di energia elettrica (erogata da un apposito gestore della rete elettrica) a una lampadina per chiudere un percorso completo, un circuito elettrico. Se al circuito della lampadina aggiungete un varialuce o un timer, potete controllare il funzionamento della lampadina in un modo più interessante, al di là della semplice operazione di accensione e spegnimento.

I sistemi elettrici, come i circuiti presenti nell’abitazione, usano la corrente elettrica pura, non modificata, per alimentare oggetti come le lampadine. I sistemi elettronici si spingono un po’ oltre: sono in grado di controllare la corrente, cambiandone le fluttuazioni, la direzione e temporizzandola in vari modi, così da farle svolgere una grande varietà di funzioni, dalla semplice riduzione della luminosità di una lampadina fino alla comunicazione con i satelliti e moltissime altre cose in mezzo (Figura 1.1). È questa capacità di controllo che distingue i sistemi elettronici dai sistemi puramente elettrici.

Per comprendere il modo in cui l’elettronica prevede il controllo della corrente elettrica, occorre innanzitutto sapere che cos’è la corrente elettrica e in quale modo è in grado di alimentare oggetti come le lampadine.

Figura 1.1 I componenti elettronici del varialuce di questo circuito controllano il flusso della corrente elettrica diretta verso la lampadina.

Parliamo di corrente elettrica

La corrente elettrica, o, più semplicemente, l’elettricità (vedi riquadro “Che cos’è l’elettricità?”), è costituita dal flusso di piccole, microscopiche particelle caricate elettricamente, chiamate elettroni. Dove si trovano, esattamente, gli elettroni e perché si spostano? Per trovare la risposta bisogna vedere come è fatto un atomo.

Che cos’è l’elettricità?

La verità è che l’elettricità non è poi così semplice. Il termine “elettricità” è ambiguo, spesso contraddittorio e può portare a fare confusione, anche fra scienziati e docenti. In generale, il termine “elettricità” ha a che fare con il modo in cui determinati tipi di particelle presenti in natura interagiscono fra loro quando alcune di esse si muovono in una determinata “zona”.

Invece di parlare di elettricità, sarebbe meglio utilizzare altri termini più precisi per descrivere gli oggetti elettrici. Eccone alcuni.

Carica elettrica: una proprietà fondamentale (ovvero da non mettere in discussione) di determinate particelle, che descrive il modo in cui interagiscono fra loro. La carica elettrica può essere di due tipi: positiva o negativa. Le particelle dello stesso tipo (positive o negative) si respingono, mentre le particelle di tipo opposto si attraggono.

Energia elettrica: una forma di energia provocata dal comportamento delle particelle dotate di carica elettrica. È proprio per avere un’erogazione di energia elettrica che pagate la “bolletta” al vostro fornitore.

Corrente elettrica: il flusso di particelle dotate di carica elettrica. Questo è probabilmente il concetto di elettricità che conoscete meglio, e sarà anche l’argomento di questo capitolo.

Dunque, se state semplicemente facendo quattro chiacchiere alla macchinetta del caffè in ufficio, potete tranquillamente usare la parola elettricità per descrivere ciò che fa funzionare la console dei videogiochi; ma se utilizzate questa parola in contesti più tecnici, magari parlando a persone dotate di conoscenze nel campo della fisica, potrebbero guardarvi un po’ storto.

Gli elettroni danno la carica!

Gli atomi sono gli elementi costitutivi di tutto ciò che esiste nell’universo, che sia naturale o artificiale. Sono talmente piccoli che ne servono a milioni anche per fare un singolo granello di polvere. Immaginatevi di quanti atomi possa essere composto un lottatore di sumo! Gli elettroni si trovano in ogni singolo atomo dell’universo, orbitanti attorno al centro dell’atomo, il nucleo. Tutti gli elettroni sono dotati di una carica elettrica negativa e sono attratti da altre piccole particelle chiamate protoni, che sono dotate di una carica elettrica positiva e che si trovano all’interno del nucleo.

La carica elettrica è una proprietà di determinate particelle, come gli elettroni, i protoni e i quark e descrive il modo in cui esse interagiscono fra loro. Vi sono due diversi tipi di carica elettrica chiamati, arbitrariamente, “positivo” e “negativo” (avrebbero potuto chiamarsi “Pierino” e “Isotta” oppure “nord” e “sud”, ma questi nomi erano già impegnati). In generale le particelle dotate dello stesso tipo di carica si respingono, mentre le particelle dotate di cariche differenti si attraggono. Questo è il motivo per cui gli elettroni e i protoni si trovano, reciprocamente, così “attraenti”.

In circostanze normali, ogni atomo contiene lo stesso numero di protoni ed elettroni e l’atomo si dice essere elettricamente neutro. La forza attrattiva fra protoni ed elettroni agisce come una sorta di “elastico” invisibile, mantenendo unite le particelle dell’atomo, un po’ come la forza gravitazionale della Terra mantiene sempre “qua attorno” la Luna. Gli elettroni più vicini al nucleo vengono trattenuti nell’atomo con una forza più intensa rispetto a quelli che si trovano più distanti dal nucleo; alcuni atomi trattengono i propri elettroni con estremo rigore, mentre altri sono un po’ più tolleranti.

Elettroni in movimento nei materiali conduttori

Certi materiali...

Table of contents

• Cover
• Frontespizio
• Copyright
• Gli autori
• Dedica
• Ringraziamenti degli autori
• Indice
• Introduzione
• Parte I: Le basi dell’elettronica
• Parte II: Le mani in pasta
• Parte III: Dalla teoria alla pratica
• Parte IV: La parte dei dieci
• Indice analitico
• Informazioni sul Libro