UFFICIALE Materiale su elettronica, elettromagnetismo e radio tecnica

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NT.Wardenclyffe

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Salve, sarei interessato alla visione e eventualmente all'acquisto di un buon manuale/libro che tratti gli argomenti citati nel titolo.
Per farvi capire meglio cosa mi interessa che ci sia nel manuale, sotto una breve lista di argomenti stilati.

La domanda è indirizzata a chi ha esperienza "breve/professione o hobbystica" nel campo dell'elettronica ecc.. e consiglia un buon libro, chi vuole può dire anche la sua.

Conduttività
Materiali conduttori, semiconduttori ed isolanti
Corrente, tensione e resistenza
Le unità di misura: ampere, volt e ohm
La legge di Ohm
Le leggi di Kirchhoff
La potenza elettrica
L’unità di misura: il watt
L 'energia elettrica
La capacità di una batteria

I generatori elettrici
Generatore di tensione, forza elettromotrice (f.e.m.); corrente di corto circuito,.. resistenza interna e tensione di uscita
Connessione di generatori di tensione in serie ed in parallelo

Campo elettrico
Intensità di campo elettrico
L 'unità di misura: volt/metro
Schermatura contro i campi elettrici

Campo magnetico
Campo magnetico attorno ad un conduttore
Schermatura contro i campi magnetici

Campo elettromagnetico
Le onde radio come onde elettromagnetiche
Velocità di propagazione e relazione con la frequenza e la lunghezza d'onda
Polarizzazione
Segnali sinusoidali
La rappresentazione grafica in funzione del tempo
Valore istantaneo, valore efficace e valore medio
Periodo
Frequenza
L ’unità di misura:hertz
Differenza di fase
Segnali non sinusoidali
Segnali di bassa frequenza
Segnali audio
Segnali rettangolari
La rappresentazione grafica in funzione del tempo
Componente di tensione continua, componente della frequenza fondamentale e armoniche
Segnali modulati
Modulazione di ampiezza
Modulazione di ampiezza a banda laterale unica
Modulazione di fase, modulazione di frequenza
Deviazione di frequenza e indice di modulazione
Portante, bande laterali e larghezza di banda
Forme d'onda

Potenza ed energia
Potenza dei segnali sinusoidali
Rapporti di potenza corrispondenti ai seguenti valori in dB: O dB, 3 dB, 6 dB, 10 dB e 20 dB (positivi e negativi)
Rapporti di potenza ingresso/uscita in dB di amplificatori collegati in serie e/o attenuatori
Adattamento (massimo trasferimento di potenza)
Relazione tra potenza d'ingresso e potenza di uscita e rendimento
Potenza di cresta della portante modulata

COMPONENTI
Resistore
Resistenza
L’ unità di misura: l'ohm
Caratteristiche corrente/tensione
Potenza dissipata
Coefficiente di temperatura positivo e negativo
Condensatore
Capacità
L'unità di misura: il farad
La relazione tra capacità, dimensioni e dielettrico (limitatamente agli aspetti qualitativi)
La reattanza
Sfasamento tra tensione e corrente
Caratteristiche dei condensatori fissi e variabili: in aria, a mica, in plastica, ceramici ed elettrolitici
Coefficiente di temperatura
Corrente di fuga
Transistor, Diodi, Circuiti ECC....
 
Fino ai sistemi trifase puoi dare un'occhiata qui:
https://digilander.libero.it/friuliweb/didattica/elettrotecnica_generale_0-5.pdf ;)
Immancabili gli appunti di @Blume. (con alcune mie integrazioni ;)):
https://forum.tomshw.it/threads/le-guide-di-blume.771503/ :inchino:
Delle belle "tesine" si trovano qui:
http://users.libero.it/sandry/Mappa.htm :sisi:

P.S. Per qualsiasi tua richiesta sono qui, puoi scrivere anche sul mio thread dedicato all'elettronica generale:
https://forum.tomshw.it/threads/appunti-di-elettronica-facile.771464/post-7251213 :asd:

http://www.elemania.altervista.org/ :sisi:
 
dico la mia: io tutta quella roba la ho vista in almeno 6 corsi universitari quindi é difficile trovare un libro che includa tutto, se non impossibile.
Per l'elettronica posso suggerirti il classicone: il Sedra-Smith. É una bibbia che ogni appassionato di elettronica DEVE avere.
Su campi, teoria dei circuiti e teoria dei segnali ho sempre studiato sulle dispense dei miei prof, ma non credo possa pubblicarle. Nel caso se ti interessano posso mandartele in privato.
 
Nuovo bellissimo articolo sui segnali elettrici e i loro parametri caratteristici :asd:

GUIDA - Appunti di elettronica (facile)

I DIODI LED ------------------ Il nome LED è un acronimo che significa "diodo emettitore di luce". Sono componenti che hanno due terminali, chiamati anodo (il terminale positivo) e catodo (il terminale negativo), i quali devono essere collegati correttamente, in quanto la corrente può...
forum.tomshw.it forum.tomshw.it
A presto e buona notte … bianca :ok:
 
STRUMENTI DI MISURA, MACCHINE ELETTRICHE, CAVI ELETTRICI
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Salve @NT.Wardenclyffe,
gli strumenti di misura si classificano in base alla grandezza elettrica da misurare (voltmetro, amperometro, wattmetro, ecc.), al tipo di indicazione che viene fornita (indicatori, rivelatori, registratori, ecc.) e al tipo di funzionamento (elettrodinamici, a magnete permanente e bobina mobile, ad induzione, ecc.) :sisi:
A prescindere dalla tipologia di strumento, essi possono essere analogici o digitali, a seconda che il valore misurato venga indicato rispettivamente mediante lo spostamento di un indice su una scala "tarata" o mediante cifre riportate su un display.

Passiamo ora alla classificazione delle macchine elettriche (intese come apparecchiature atte a trasformare energia elettrica in altre forme di energia, eventualmente anche in energia elettrica ma con caratteristiche diverse rispetto alla forma originaria): possiamo classificarle in base alle loro caratteristiche costruttive e al loro principio di funzionamento.
Incontriamo le macchine statiche (trasformatori, bobine di induzione, ecc.), che non hanno parti meccaniche in movimento (in questo caso l'interazione tra grandezze elettriche avviene tramite i principi dell'induzione elettromagnetica applicati a campi variabili), le macchine rotanti (motori in c.c. e c.a., alternatori sincroni e alcuni motori "speciali" come quelli passo-passo e brushless), in cui di solito si ha la trasformazione di energia elettrica in energia meccanica o viceversa (sfruttano sempre le leggi dell'induzione elettromagnetica), gli attuatori (interruttori elettromagnetici e vari attuatori elettromeccanici come i contattori, ecc.), in cui vengono azionate, sempre tramite induzione elettromagnetica, parti mobili che producono una forza (pensa ad un'elettrocalamita), e infine i rilevatori, che producono la variazione di un segnale elettrico in base alla posizione meccanica di un sensore (ad es. un dispositivo ferromagnetico oppure un magnete permanente).
Ricordo che le macchine in c.a. possono essere sincrone (in cui la velocità di rotazione è legata al campo magnetico interno alla macchina che determina la velocità di sincronismo) e asincrone (in cui la velocità di rotazione è diversa da quella di sincronismo).

Per quanto riguarda i cavi elettrici (ossia quei conduttori isolati tra loro e rivestiti da una guaina protettiva che ne garantisce l'isolamento elettrico), essi possono essere classificati, secondo il loro utilizzo, in cavi per BF (basse frequenze), cavi per AF (alte frequenze) e cavi adatti al trasporto di energia elettrica.
Costruttivamente si fa distinzione tra cavi unipolari (a filo unico o a treccia di fili), cavi bipolari (due conduttori isolati nella stessa guaina protettiva) e cavi multipolari (più conduttori isolati raggruppati nella stessa guaina).
L'isolamento di un cavo viene fatto in base alla temperatura alla quale è sottoposto durante il normale funzionamento: per tensioni fino a 600V/1000V i cavi sono "armonizzati" (in "classi" di isolamento).
Per il riconoscimento dei cavi (multipolari a tensione nominale <=600V/1000V), secondo le norme CEI sono previsti i seguenti colori delle anime: 1) marrone e nero per le fasi; 2) blu chiaro per il conduttore neutro; 3) giallo-verde per il conduttore di protezione.
Per la propagazione in radiofrequenza si utilizzano i cavi coassiali, per valori superiori a 10GHz si ricorre alle guide d'onda.
Per quanto riguarda la stesura dei cavi, si fa riferimento alla funzione EMC (compatibilità elettromagnetica), secondo cui bisogna evitare la vicinanza (in pratica non devono stare nella stessa matassa) tra cavi emittenti (percorsi da correnti forti) e cavi suscettibili (percorsi da correnti deboli).
Particolare attenzione va posta nei collegamenti tra cavi e terminali, ad esempio la "spellatura" va fatta "scoprendo" circa 7mm del trefolo interno e così via.
Nel caso di collegamento dei terminali di una batteria, questi ultimi andranno collegati tramite morsetti: di solito i terminali sono indicati con + (il positivo) e - (il negativo) ma sono anche riconoscibili "a vista", in quanto la dimensione (il diametro) del polo positivo è più grande di quella del polo negativo.
A presto ;)
 
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IMPIANTO ELETTRICO DELL'AUTOVEICOLO
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Buongiorno @NT.Wardenclyffe,
diamo una breve occhiata all'impianto elettrico di un veicolo (autovettura, autobus, ecc.): esso comprende, oltre all'impianto di accensione del motore, alcuni sistemi di illuminazione (interna ed esterna) e altri dispositivi, per così dire, accessori quali l'alzacristalli elettrico, il computer di bordo e così via.
L'accensione a scintilla (in seguito vedremo quella a magnete) si ottiene determinando un'alta d.d.p. tra gli elettrodi di una candela, situata sulla testata del cilindro. La d.d.p. è di 20KV e viene fornita da un generatore a bassa tensione (la batteria a 12V, caricata dalla dinamo) e poi elevata da un autotrasformatore (la bobina).
Nella bobina troviamo un "primario" (alimentato dalla batteria) con poche spire ad elevata sezione; un "ruttore" (cioè un interruttore), azionato dall'albero motore, determina l'apertura e la chiusura del circuito ad intervalli prestabiliti (ai suoi capi c'è il condensatore limitatore di scintille); a ciascuna interruzione si genera nel secondario (con molte spire a piccola sezione) una d.d.p. che provoca la "scarica" elettrica agli elettrodi della candela.
Nel caso in cui il motore sia a più cilindri, si ha anche il "distributore" che "commuta" tra le varie candele.
Il sistema composto dal ruttore, dal condensatore e dal distributore costituisce il cosiddetto "spinterogeno" (che comprende anche il regolatore dell'anticipo all'accensione).
Ora, questo sistema di accensione a batteria è senz'altro il più semplice in fase di esercizio ma la batteria rappresenta un elemento delicato di cui tenere conto: questo è il motivo per cui nei velivoli viene utilizzato il sistema d'accensione a magnete.
In pratica le espansioni polari di un magnete permanente vengono fatte ruotare (in fase col motore) ai capi di un indotto ad avvolgimento unidirezionale, su cui sono avvolti sia il primario che il secondario.
Quando la corrente indotta raggiunge il suo valore massimo, l'interruttore interrompe il primario determinando sul secondario una corrente ad alta tensione.
Nei vecchi motori alternati, soprattutto in quelli a bassa potenza, si fa ricorso ai motorini di avviamento, i quali fanno girare l'albero motore mediante un pignone che "ingrana" su una ruota dentata calettata sul volano (ovviamente una volta che il motore si avvia, il pignone viene disinnestato in modo che il motorino non venga trascinato dal motore stesso).
Nel caso, però, dell'avviamento di un turbo-getto, il più vecchio tra i motori a reazione (oggi in disuso), solitamente non si utilizzano batterie di bordo ma si impiegano batterie a terra.
Cito, in particolare, gli avviatori "starter-generators" che, una volta assolto il loro compito di avviamento, possono trasformarsi in dinamo, in grado di produrre energia elettrica di alimentazione per i circuiti di bordo.
A presto ;)

P.S. Per ovviare ai difetti di usura delle puntine del ruttore, si può adottare un sistema di accensione elettronica, basato sull'inserimento di un transistor a giunzione (BJT) nel circuito bobina-spinterogeno.
Il transistor, azionato dal ruttore che agisce sulla base del BJT, può funzionare, come sai, da "switch" elettronico, col vantaggio che l'alta tensione prodotta dal secondario non diminuisce all'aumentare del numero di giri del motore (per cui si ottiene una scintilla ad intensità costante anche a regimi elevati).

354204
 
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MEZZI DI TRASMISSIONE (TELECOMUNICAZIONI)
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Il doppino è un mezzo di trasmissione formato da due conduttori in rame ricoperti da una guaina di materiale plastico e intrecciati fra loro.
Esso viene utilizzato per la connessione delle linee telefoniche ma mentre in passato era il mezzo di trasmissione dell'intero percorso, anche a lunghe distanze, tra due interlocutori, attualmente viene utilizzata la fibra ottica (di cui ci occuperemo in seguito) tra le centrali telefoniche e quindi il doppino viene utilizzato soltanto nell'ultimo "miglio", ossia per collegare l'utente con la centrale telefonica più vicina.
Il doppino essenzialmente è nato per "trasportare" la voce umana che ha una banda di frequenza molto "stretta" (da 300Hz a 3300Hz) ma oggi, con il diffondersi delle reti di PC, il requisito principale richiesto ad un canale di trasmissione è una banda passante sempre più alta, ciò che consente il passaggio di segnali a frequenze sempre più elevate.
Sembra quindi che il destino del doppino sia segnato; in realtà, in base a studi compiuti verso la fine del secolo scorso, si è evidenziato il fatto che la banda passante del doppino può essere aumentata semplicemente migliorando la qualità costruttiva del doppino stesso.
Ad esempio un doppino di categoria 6 è adatto alla trasmissione a velocità superiori a 1 Gbps, uno di categoria 7 è adatto per reti fino a 10 Gbps e così via.
Ci sono due tipi di doppini utilizzati nel cablaggio delle reti LAN: quelli STP sono schermati, quelli UTP non sono schermati.
I cavi UTP possono andare bene se non vi sono molte interferenze elettromagnetiche (EMI) ma ovviamente i cavi STP hanno caratteristiche migliori di immunità ai disturbi elettromagnetici ambientali, grazie alla loro schermatura.
www.antoniosantoro.com/Mezzi%20trasmissivi.htm#_Toc69455532
;)


Le fibre ottiche sono costituite da sottili fili di vetro, molto trasparenti e flessibili, e vengono utilizzate nelle "dorsali" di telecomunicazioni.
Nelle telecomunicazioni sono usate come canali ad alta velocità, consentendo velocità di trasmissione elevatissime, nell'ordine dei Gbps, molto maggiori di quelle dei cavi coassiali.
Esse offrono diversi vantaggi: insensibilità alle interferenze, bassa attenuazione, volume ridotto, ecc.
Le fibre ottiche sono attraversate da impulsi luminosi nel campo di frequenze dell'infrarosso e quindi invisibili all'occhio umano.
In una fibra ottica possono passare 12000 telefonate contemporaneamente.
Attualmente il campo di impiego delle fibre ottiche è stato, per così dire, "allargato" anche alle dorsali di lunghezza limitata, grazie ai miglioramenti tecnologici ottenuti dal processo di raffinazione del silicio.
La parte interna di una fibra ottica è costituta dal "core" (il "nucleo" centrale) ed è rivestita da una guaina denominata "cladding".
Di solito si fa riferimento a questi due elementi, il "core" e il "cladding", con due numeri, ad es. 50/125, che corrispondono ai diametri rispettivamente del core e del cladding (in micron).
Esternamente ci sono altre due guaine, una di rivestimento e l'altra in mylar, esse conferiscono maggiore resistenza alla trazione per la "messa" in opera della fibra ottica.
Un sistema completo di trasmissione ottica è costituito da tre componenti: 1) una sorgente luminosa (un LED o un LASER); 2) il mezzo di trasmissione, ossia la fibra ottica; 3) il fotodiodo ricevitore, l'elemento più lento di tutta la "catena", in grado di riconvertire gli impulsi ottici in impulsi elettrici.
Non mi soffermerò sui principi fisici alla base del funzionamento delle fibre ottiche poiché una spiegazione rigorosa richiede la conoscenza dell'ottica quantistica (eventualmente potrò parlarne in seguito), ciò che posso dire è che la propagazione delle onde all'interno di una fibra segue il fenomeno della "riflessione totale", secondo cui la differenza tra gli indici di rifrazione del core e del cladding (mantello) è in grado di "intrappolare" i raggi luminosi fintantoché tali raggi incidenti si mantengono entro un angolo massimo, detto di "accettazione"
;)


Il termine "wireless" fa riferimento a tutte quelle comunicazioni in cui i segnali si propagano attraverso l'etere sotto forma di onde RF (a radiofrequenza) o IR (ad infrarosso).
L'etere non è un buon mezzo di trasmissione, i disturbi delle radiazioni solari sono sempre presenti; a questi ultimi, poi, si sommano altri disturbi, dovuti alle condizioni atmosferiche (pioggia, ecc.) e alle interferenze prodotte da altre "sorgenti" elettromagnetiche.
Le frequenze utilizzate per la trasmissione in wireless sono elevatissime (2.4GHz e 5GHz) e i relativi segnali, se la traiettoria è in vista ottica, sono meno degradati.
D'altro canto se tra sorgente e destinazione ci sono ostacoli, la propagazione delle onde subirà delle rifrazioni, il che peggiorerà la qualità del segnale in quanto il ricevitore dovrà scegliere un solo segnale tra quelli ricevuti in tempi differenti (proprio perché i percorsi delle onde avranno lunghezze diverse).
Si potrebbe aumentare la potenza del segnale irradiato dall'antenna ma le norme internazionali pongono delle severe restrizioni a tale potenza, che al massimo può essere di 100mW.
E' possibile però utilizzare un'antenna direzionale ad alto guadagno, in grado di concentrare l'emissione elettromagnetica in una sola direzione, anziché una normale antenna omnidirezionale (che emette a 360°). Le antenne direzionali hanno una polarizzazione orizzontale, ossia il "corpo" radiante è parallelo al terreno, per cui l'emissione delle onde avviene in una specifica direzione, quindi l'efficacia aumenta.
Il parametro più importante di un'antenna è il guadagno (in dB), cioè il rapporto tra il segnale emesso dall'antenna e quello che sarebbe emesso da un'antenna omnidirezionale (dipolo) che emette a 360°. In genere le antenne direzionali vengono utilizzate nelle reti MAN (metropolitane), in cui il collegamento è spesso in vista ottica.
A presto
;)


Al fine di permettere la corretta trasmissione delle informazioni e di "diversificare" le varie comunicazioni inviate all'interno dello stesso canale (cavo, etere, ecc.) occorre che il segnale contenente l'informazione subisca un particolare trattamento, denominato "modulazione".
Si tratta di "mescolare" il segnale modulante con una "portante" ad alta frequenza, ciò implica la traslazione in frequenza dell'informazione stessa.
Di solito questa tecnica viene associata ad un procedimento di "multiplexaggio", in frequenza (FDM) o temporale (TDM).
Nella multiplazione FDM a ciascuna trasmittente (TX) viene assegnato un diverso canale, per cui, nello spettro, le frequenze sono dislocate in "bande" differenti.
Nella ricevente (RX) un filtro passa-banda si occupa di selezionare il canale voluto.
Nella multiplazione TDM le diverse informazioni digitali vengono allocate in tempi differenti, distinguendosi nel momento in cui i bit vengono prelevati.
Il segnale di "clock" temporizza i diversi canali e ne permette anche il "demultiplexaggio", ossia il corretto prelevamento da parte della ricevente.
Da tutto ciò si evince che i segnali da trasmettere devono sempre essere modulati, contenendo al loro interno l'informazione in uno dei parametri (ampiezza, fase e frequenza).
Il tipo di modulazione dipende dal tipo di segnale modulante, analogico o digitale, e dal tipo di portante, sinusoidale o impulsiva.
A presto
;)


P.S. Gli altri articoli sulle Telecomunicazioni sono qui: https://forum.tomshw.it/threads/sistemi-di-telecomunicazioni.514646/post-4842615 :sisi:
Aggiungo altri interventi sulla composizione dell'atmosfera (e la classificazione delle onde elettromagnetiche) e sulla modulazione:
https://forum.tomshw.it/threads/se-...ientrare-sarebbero-dolori.740314/post-7027979 (composizione dell'atmosfera e classificazione delle onde elettromagnetiche)
https://forum.tomshw.it/threads/not...obook-hp-envy-budget-1000.735447/post-7090563 (modulazione)
 
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IL RADAR
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Dal punto di vista concettuale il radar (dall'inglese "Radio Detection and Ranging", ossia apparato radio in grado di rilevare la posizione di oggetti che non possono essere visti direttamente, mediante onde radio) è composto da alcuni elementi molto semplici: un trasmettitore (detto "Magnetron", simile a quello dei forni a microonde), un ricevitore, un'antenna e un monitor.
Un'antenna direttiva (ad es. un'antenna parabolica) oscillante (che "spazza" un certo angolo di visuale) genera impulsi elettromagnetici unidirezionali (secondo una direzione ben precisa) che si muovono nello spazio alla velocità della luce.
Nel momento in cui tali impulsi incontrano un oggetto, una parte dell'energia viene riflessa (fenomeno chiamato "back-scattering") e torna verso l'antenna trasmittente (solitamente la stessa antenna funge sia da trasmittente che da ricevente).
Dalla misurazione del tempo impiegato dagli impulsi per tornare all'antenna trasmittente si può risalire (facendo il prodotto dell'intervallo di tempo per la velocità di propagazione c delle onde, diviso per due) alla distanza dell'oggetto.
E' parimenti possibile individuare la quota e la direzione dell'ostacolo.
Ora, l'energia riflessa viene denominata "eco-radar" mentre il corpo colpito prende il nome di "bersaglio" (target).
Occorre precisare, però, che per bersaglio non s'intende soltanto un obiettivo militare ma qualsiasi oggetto che si voglia individuare (ad es. la pioggia, nel caso dei radar meteorologici, oppure una montagna, ecc.).
E' ovvio anche che se un ostacolo si interpone tra il radar e il bersaglio, quest'ultimo non potrà essere rilevato (proprio perché gli impulsi si propagano in linea retta).
Se concettualmente il funzionamento del radar è semplice, all'atto pratico è doveroso fare alcune osservazioni: 1) il fascio elettromagnetico, di norma, viene trasmesso tramite impulsi per evitare interferenze; 2) l'antenna deve essere del tipo "direttivo", cioè l'energia del fascio è concentrata in una direzione ben precisa; 3) il fascio viene fatto oscillare ciclicamente (tale movimento è chiamato "scansione") entro una zona in cui si pensa possa essere individuato il bersaglio; 4) la direzione del bersaglio è determinata dalla direzione del fascio di onde elettromagnetiche (di solito tale direzione, individuata dall'angolo dato dalla congiungente radar-bersaglio, viene scomposta in due componenti di cui una rappresenta l'angolo "azimutale" sul piano orizzontale e l'altra rappresenta "l'angolo di elevazione" sul piano verticale); 4) per misurare la velocità del bersaglio è possibile utilizzare l'effetto Doppler.
Buona lettura ;)

P.S. Un'antenna direttiva molto importante è l'antenna parabolica, composta da un "dipolo" inserito nel fuoco di un paraboloide di metallo. Per far convergere l'energia verso la parabola, dietro il dipolo viene posto un riflettore. Il guadagno di questo tipo di antenna è piuttosto elevato, il fascio elettromagnetico è molto concentrato e i valori delle frequenze utilizzate sono anch'essi abbastanza alti.
http://users.libero.it/i3ltt/prova/fisica.htm (approfondimento sul radar) :sisi:
 
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