Di TheXanada96
Per comprendere anche i concetti più semplici di dei componenti elettronici, è necessario prima capire cos’è l’elettricità. Dopotutto, l’intero scopo dell’elettronica è ottenere l’elettricità per fare cose utili e interessanti.
Il concetto di elettricità è familiare e misterioso. Sappiamo tutti cos’è l’elettricità, o almeno abbiamo un’idea approssimativa, basata sull’esperienza pratica. In particolare, considera questi punti:
Conosciamo molto bene l’elettricità che scorre attraverso i fili. Quell’elettricità proviene da centrali elettriche che bruciano carbone, catturano il vento o sfruttano le reazioni nucleari.
Viaggia dalle centrali elettriche alle nostre case in grandi cavi sospesi in aria o sepolti nel terreno. Una volta che arriva alle nostre case, viaggia attraverso i fili attraverso i muri fino a raggiungere le prese elettriche. Da lì, colleghiamo i cavi di alimentazione per portare l’elettricità nei dispositivi elettrici da cui dipendiamo ogni giorno.
- Sappiamo che l’elettricità non è gratuita.
- Sappiamo che l’elettricità può essere immagazzinata nelle batterie. Quando le batterie si esauriscono, tutta la loro elettricità è sparita.
- Sappiamo che alcuni tipi di batterie sono ricaricabili, il che significa che quando sono state scaricate tutta la loro elettricità, è possibile reimmetterne più elettricità collegandole a un caricabatterie, che trasferisce l’elettricità da una presa elettrica alla batteria.
- Sappiamo che l’elettricità può essere misurata in volt. L’elettricità domestica è di 230 volt (abbreviato 230 V). Le batterie della torcia sono 1,5 volt. Le batterie per auto sono 12 volt.
- Sappiamo anche che l’elettricità può essere misurata in watt. Le lampadine a incandescenza sono in genere 60, 75 o 100 watt. Le luci fluorescenti compatte (CFL) hanno una potenza nominale leggermente inferiore. I forni a microonde e gli asciugacapelli sono 1.000 o 1.200 watt.
- Potremmo anche sapere che esiste un terzo modo per misurare l’elettricità, chiamato amplificatori. Una tipica presa elettrica domestica è di 15 ampere (abbreviato 15 A).
- E infine, sappiamo che l’elettricità può essere molto pericolosa.
Un circuito elettrico è un circuito chiuso costituito da componenti elettrici e altri elementi i quali può fluire la corrente elettrica. Ad esempio, un circuito elettrico molto semplice è costituito da tre elementi: una batteria, un LED e un filo elettrico che collega i due.
I circuiti possono diventare molto più complessi, costituiti da dozzine, centinaia o addirittura migliaia o milioni di componenti separati, tutti collegati con conduttori in modi orchestrati con precisione in modo che ogni componente possa fare la sua parte per contribuire allo scopo generale del circuito. Ma tutti i circuiti devono obbedire al principio di base di un circuito chiuso.
Analizziamo i componenti:
Le Batterie
Una Batteria è un dispositivo che converte energia chimica in energia elettrica.
Esse si dividono in ricaricabili e non ricaricabili. Le batterie ricaricabili si ricaricano con un opportuno passaggio di energia chimica, fisica o elettrica.
TIPI DI BATTERIE
- Batterie al Nichel-Cadmio:
Sono Un tipo di batterie ricaricabili che sono l’evoluzione di quelle al piombo, e presentano l’effetto memoria per cui per avere il massimo rendimento, va scaricato completamente.
- Batterie al Litio:
è un tipo di batteria comunemente impiegato nell’elettronica di consumo. È attualmente uno dei tipi più diffusi di batteria per laptop e telefono cellulare.
A differenza del Nichel Cadmio non presentano un effetto memoria e hanno una lenta perdita della carica quando non è in uso.
- Batterie al Piombo:
Sono un tipo i batterie che vengono usate soprattutto nelle auto e nei motori sono progettati per cicli di carica/scarica profondi in condizioni ambientali estreme per consentire l’avviamento del motore ed alimentare tutte le utenze elettriche di bordo.
Parametri fondamentali
Tensione: Si misura in Volt (V) ed esprime il valore della tensione a vuoto(quando non è attaccato ad altri componenti)
Capacità: Essa viene espressa in Ampere/h e rappresenta la quantità di ampere prima di essere considerata scarica. (ad esempio una batteria da 3 Ampere/h può erogare 3A in 1 ora oppure 1A IN 3 ore).
Corrente di Picco: Rappresenta la massima corrente erogabile al livello istantaneo dell’accumulatore e rende l’idea di quanto sia piccola la resistenza interna dell’accumulatore.
Formato: Ci sono diversi formati di batterie che nel tempo sono stati sviluppati molti standard, primache fossero emesse norme internazionali sulle caratteristiche chimiche, elettriche, dimensionali e costruttive.
Le Resistenze
Una resistenza è un componente capace di opporre una limitazione nel passaggio della corrente elettrica durante il passaggio di tensione.
Possono essere ad impasto, a filamento, a strato metallico, a strato ceramico, a film spesso o SMD.
Tipi di Resistenza
- Resistenze ad impasto: sono realizzate con particelle di carbonio mescolate con un legante (ad esempio l’argilla) i 2 componenti poi vengono miscelati meccanicamente e viene realizzato un cilindro. Il grande vantaggio dei resistori a composizione di carbonio è la loro capacità di resistere a impulsi ad alta energia.
- Resistenze a filamento: Non sono altro che un filamento fatto di materiali ferrosi come ad esempio rame o tungsteno e possono prevedere l’utilizzo di supporti cilindrici o piani in materiale ceramico.
- Resistenze a strato metallico: La costruzione della resistenza è simile alla resistenza a film, tranne che il materiale utilizzato per il film è diverso.
- Resistenze a strato ceramico: l’elemento resistivo è costituito da una spessa pellicola di un miscuglio di materiale ceramico e metallico
Parametri fondamentali
Resistenza totale: è il valore nominale della resistenza dell’ intero partitore.
Scala di variazioni della resistenza: può avvenire in modo lineare o in modo logaritmico ed è la capacità resistiva di ogni resistenza in base alla scala dei colori.
Potenza dissipata: è espressa in Watt o in sottomultipli.
Potenziometri, Trimmer e Reostati
Sono tutti delle resistenze variabili che con un contatto centrale che meccanicamente può essere spostato su tutta la superfice della resistenza in modo da variare la resistenza e variare l’elettricità. si differenziano sul fatto che un potenziometro viene utilizzato la dove si ha bisogno di maggiori potenze elettriche.
Il trimmer è fatto per essere impostato su un valore fisso per tarare la tensione d’uscita un circuito.
Il reostato è usato invece in serie per variare la corrente che va al carico dove può controllare una discreta potenza a scapito di una grande dissipazione di energia sotto forma di calore prodotto per effetto Joule.
i Condensatori
Il condensatore è un componente elettrico che immagazzina l’energia in un campo elettrostatico.
I condensatori possono essere ceramici, elettrolitici, a film metallico, a film plastico, in carta, in carta metallizzata, SMD e supercondensatori e ultracondensatori.
Tipi di Condensatori
- Condensatori a film Si ottengono avvolgendo insieme due sottili lamine metalliche separate da un film plastico altrettanto sottile. Il condensatore risulterà di piccole dimensioni ma di elevata capacità.
- Condensatori in carta Il dielettrico di questi condensatori è formato da una speciale carta impregnata con una sostanza fluida o viscosa. Per aumentare l’isolamento, nei condensatori in carta si accoppiano spesso due o più strati.
- Condensatori in carta metallizzata Sono la versione evoluta di quelli in carta dove invece di usare la carta impregnata vengono usate delle lamine di alluminio per la formazione delle armature e lavorano a parecchie migliaia di volt.
- Condensatori a film plastico Le pellicole in film plastico possono essere prodotte con spessori inferiori a quello della carta impregnata, e presentano una minore probabilità di punti difettosi. Si possono quindi fabbricare condensatori che utilizzano queste pellicole come dielettrico, dello spessore di pochi µm soltanto, in grado di resistere ad una tensione abbastanza elevata. I condensatori a film plastico vengono prevalentemente utilizzati nei circuiti a transistori. Nei condensatori in poliestere come strato elettroconduttore si può utilizzare una lamina metallica, oppure il metallo può essere depositato direttamente sul film per vaporizzazione sotto vuoto, con uno strato dello spessore di 0,02 – 0,05 µm. Questi condensatori vengono prodotti con capacità fino ad alcuni µF e con tensioni di lavoro fino a 1000 V. Sono da preferire nei circuiti a bassa frequenza. Nei condensatori con dielettrico in policarbonato la capacità è molto costante, e di conseguenza sono utilizzati prevalentemente nei circuiti oscillanti. Vengono prodotti con capacità fino a 10 µF e tensioni di lavoro fino a 400 V. Per applicazioni speciali nei circuiti oscillanti, sono stati sviluppati i condensatori in polistirolo. Una lamina metallica stirata viene avvolta a spirale assieme al dielettrico. Sotto l’azione del calore l’avvolgimento si restringe formando un blocco molto stabile e compatto che non assorbe praticamente umidità dall’aria. Si ottiene così una buona costanza della capacità. I condensatori in polistirolo vengono prodotti con capacità fino ad 1 µF.
- Condensatori elettrolitici: Quando sono necessarie capacità estremamente elevate si devono utilizzare condensatori elettrolitici, a differenza degli altri condensatori hanno delle polarità per via della loro formazione delle placche metalliche che sono progettate per tenere più carico di tensione e se sbagli positivo con negativo, il condensatore scoppia.
- Condensatori ceramici sono dei condensatori di cui sono costituiti generalmente da una massa ceramica con bassa costante dielettrica e si distinguono per la stabilità del valore capacitivo e per le perdite molto basse, e quindi sono i preferiti per l’utilizzo nei circuiti oscillanti e ad alta precisione.
Parametri fondamentali
Valore capacitivo: La capacità nominale è probabilmente la più importante specifica del condensatore. L’unità base della capacità è il Farad, sebbene la maggior parte dei condensatori abbia valori ben al di sotto di un Farad ed usano spesso sottomultipli.
Tensione di lavoro: definisce la tensione massima che può essere applicata attraverso il condensatore.
Dielettrico: definisce il tipo di condensatore.
Temperatura di esercizio: definisce un campo di temperatura di lavoro limitato che può supportare il condensatore.
