ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Abbiamo appena visto gli operatori logici fondamentali e le loro proprietà, adesso analizzeremo i componenti che realizzano queste funzioni e il loro uso nei diversi dispositivi. Note: 1) Di seguito le variabili booleane verranno indicate con le lettere maiuscole dell'alfabeto, in particolare gli ingressi ad un dispositivo saranno indicate con le lettere [Formula], mentre le uscite con le lettere , salvo dove diversamente specificato. 2) Il simbolo logico 1 (condizione logica "VERO") sarà associato ad una presenza di tensione elettrica (idealmente [*] pari alla tensione di alimentazione del dispositivo), viceversa al simbolo logico 0 (condizione logica "FALSO") sarà associata una tensione pari al riferimento della tensione di alimentazione, generalmente pari a [Formula], salvo casi particolari dove verrà specificato diversamente.[*] Al momento considererò le porte logiche, e i relativi dispositivi che realizzano, come ideali, in quanto quello che ci interessa è vederne l'utilizzo per la realizzazione delle diverse funzioni tipiche dell'elettronica digitale.

In questa seconda parte daremo uno sguardo alle principali funzioni booleane e alle loro proprietà, che sono il fondamento per la comprensione e sviluppo di qualsiasi circuito digitale.

E' quel particolare ramo dell'algebra che studia, tra l'altro, la logica di tipo binario, ossia dove le variabili possono assumere due soli significati che si escludono reciprocamente.

Intendendo questi articoli come riassunto di un corso di elettronica digitale, verrà trattata esclusivamente l'algebra booleana a due valori.

Nota: Nel proseguio, salvo diversamente specificato, si considererà l'associazione delle affermazioni "VERO" e "FALSO" rispettivamente ai simboli 1 e 0.

Dati: L'insieme universo [Formula] (definizione di un insieme il cui complemento è un inseme vuoto: ) un suo sottoinsieme [Formula] ed una variabile ,

Questo articolo fa seguito a questa idea di admin di creare dei Bignami ad uso e consumo degli utenti di EY. Nello specifico cercherò di riassumere in maniera più corretta possibile i concetti che sono alla base dell'elettronica digitale Questi deriveranno, nella maggior parte dei casi, dal mio percorso di studi, per cui saranno, giocoforza, limitati ad un livello di insegnamento da Istituto Tecnico della seconda metà degli anni '80 del secolo scorso. Grossomodo la suddivisione di questo Bignami la vorrei impostare così:

... ovviamente ci vorrà il suo tempo per completarlo tutto.

Cercherò di essere il più preciso possibile ma metto già in preventivo che all'interno ci possano essere degli errori (spero veniali) o delle omissioni dovute alla vetustà delle mie nozioni, in entrambi i casi, chiunque li dovesse notare, è pregato di segnalarlo per la dovuta correzione.

Pur essendomi occupato molte volte di impianti di produzione elettrica fotovoltaici, eolici ed idroelettrici, il fascino degli impianti basati su macchine termiche lo ritengo inarrivabile. La sensazione di energia che ti dà il rumore di un Gruppo Elettrogeno, diesel o a gas, non ha niente a che vedere con il silenzio di un impianto fotovoltaico o con il fruscio di una torre eolica, senza dimenticare il brivido che provi quando giri la chiave della messa in moto ed il motore si porta a regime di giri per alimentare il carico. Provi la soddisfazione che il tuo lavoro è andato a buon fine.

Oggi con questo articolo vi voglio parlare di gruppi elettrogeni, del classico generatore Diesel, quello che a livello internazionale viene chiamato "Genset", una macchina che si usa per alimentare un carico in assenza della rete pubblica, indipendentemente che sia a causa di un Black-out o perché si devono alimentare delle utenze provvisorie. Cercherò quindi di parlare delle caratteristiche meno conosciute di queste macchine, meno spiegate, perché solitamente si danno per scontate o perché si credono banali o secondarie. Ma quando si progetta nulla dovrebbe essere tralasciato, perché più cose si prevedono e migliore sarà la gestione dell'impianto e minori i costi di manutenzione.

Chissà se i nati dal 2000 in poi, erroneamente chiamati millenials da testate giornalistiche italiane (l'ho scoperto poco fa ;-)) sanno come si fotografava nel secolo scorso. Attualmente tutti fotografano tutto con facilità estrema. Non c'è pranzo o cena in cui non si immortali il piatto servito per spedirlo al gruppo di amici su Whatsapp. Qualcuno anche dice: "Beh, ora che lo abbiamo fotografato, possiamo anche andare!" Migliaia, milioni, miliardi di foto fanno correre i bit dei tera, peta, exa pixels catturati dai CCD, nell'aria, nelle fibre ottiche, nei cavi del web. Tutti o quasi, hanno in tasca uno smartphone che oltre a tutto il resto, è la macchina fotografica sempre a portata di mano. Constatare cos'è successo in poco più di dieci anni, da quando Steve Jobs presentò il primo iPhone, ha dell'incredibile. Sì, l'ho appena letto dopo una ricerca su Google: lo smartphone non è stata un'invenzione di Jobs, ma non si può sottovalutare l'impulso dato alla sua diffusione dal visionario guru di Apple. Così la fotografia, mediante questo aggeggio, è diventata un'attività universale.

Nel precedente articolo ho ricordato che EY ha avuto ed ha come matrice l'Elettrotecnica, ma che ha tentato, e tenta ancora, di essere una fonte di intrattenimento. Naturalmente l'intrattenimento dovrebbe essere di qualità, e la speranza era, ed è ancora, che la qualità fosse, e lo sia ancora, presente negli utenti di EY. L'intrattenimento è inteso come la capacità di esprimere se stessi ed i propri interessi culturali, coinvolgendo gli altri e stimolandone lo spirito creativo e comunicativo. Chi segue da tempo EY sa che ogni tanto propongo piccole storie personali, a volte legate al sito a volte alla vita di tutti i giorni, raccolte in una specie di diario, cui ho appiccicato l'aggettivo asincrono, sia come firma nascosta per il richiamo alle macchine elettriche, sia per il "timing" in cui certi eventi mi inducono a fissarli in un ricordo per comunicare sensazioni ed emozioni. Non so se sia una buona idea o meno, e se riesco, almeno un po', nel mio intento, ma ci ho provato e continuo a provarci. Ad ogni modo, a parte "le mie cose", diciamo così, sono apparsi alcuni racconti molto graditi, come quelli divertentissimi di carlomariamanenti, o i pezzi ironici e spiritosissimi del nostro indimenticabile Tardofreak o quelli tecnico-filosofici di Kirkegaard, o quelli tecnico-sentimentali di attilio, ma non solo di loro, i primi che mi sono venuti in mente, ma anche PietroBaima, GuidoB, mir, WALTERmwp, 6367, Guerra, sebago, lillo, clavicordo ... Insomma con questa premessa ho voluto ricordare cosa vorrebbe essere anche, almeno dentro di me, ElectroYou: senz'altro un qualificato sito di riferimento nel campo elettrico, ma anche un piccolo social network in grado di ritagliarsi un minuscolo spazio tra i giganti del genere. Un social noto magari a pochi, ma, per quei pochi almeno, appagante per la sua capacità di generare e consolidare amicizie che vanno oltre l'interesse tecnico che li ha fatti incontrare nel mondo virtuale. Ecco allora un nuovo pezzetto di "Diario asincrono" ( che qualcuno ha definito in un commento l'apoteosi di un egocentrico :-))

EY è nato come sito per l'Elettrotecnica ed i suoi derivati, non disdegnando di allargarsi ad altri campi e perfino di proporsi come "intrattenimento". Il suo bacino di utenza è costituito da tecnici e professionisti del settore elettrico e da studenti, oltre che da semplici interessati. Nel forum si svolgono le varie discussioni e si aiutano studenti nello svolgimento di esercizi. "Si aiutano", significa che non si eseguono gli esercizi su richiesta, ma si consigliano coloro che mostrano i loro procedimenti ed i loro dubbi, utilizzando gli strumenti di colloquio tecnico-virtuale disponibili, quali LateX per le formule matematiche e FidoCadJ per gli schemi elettrici. A volte poi gli esercizi svolti, che nel tempo affondano e diventano difficili da recuperare, sono raccolti e proposti in un articolo, come in questo caso. Ecco allora tre esercizi sul trasformatore, per tenersi in esercizio, rinfrescare le origini didattiche di EY, e ripescare altri articoli simili presenti nel sito, dei quali, in fondo, sono riportati i link

L'articolo nasce dall'esigenza di capire quanto un dispositivo elettronico interagisca nel suo funzionamento con l'ambiente elettromagnetico in cui si trova a funzionare; in sostanza si vorrebbe stabilire quanto esso influenza il mondo circostante (emissione) e parimenti quanto invece ne venga influenzato (suscettibilità).

Questa esigenza non è semplice curiosità, ma un preciso obbligo regolato dalla Direttiva Europea EMC 2014/30/UE del 26/02/2014, che è stata recepita in Italia con il D.Lgs. n. 80 del 18/05/2016, e riguarda tutte (o quasi....) le apparecchiature elettroniche immesse nel mercato dell'Unione Europea (EU).

La materia EMC è molto complessa ed articolata e richiede competenze multidisciplinari al tecnico che intende progettare circuiti elettronici anche molto semplici ma che hanno finalità commerciali.

L'articolo è ricavato dalla lettura dei primi capitoli del testo riportato nella bibliografia. Lo scopo è di mostrare le considerazioni fisiche e matematiche alla base del processo di conversione dell'energia elettrica in energia meccanica (ed anche viceversa).

Le forze meccaniche di un sistema elettromagnetico si possono determinare esaminando la variazione dell'energia del sistema in conseguenza di uno spostamento della parte sotto osservazione. E' un metodo comune nell'esame di ogni sistema fisico, basato sul principio di conservazione dell'energia.

Per fissare le idee consideriamo un motore elettrico. La conversione elettromeccanica dell'energia elettrica coinvolge naturalmente l'energia elettrica prodotta nel circuito elettrico, l'energia meccanica ottenuta dal motore, l'energia del campo magnetico prodotto dal circuito elettrico, le perdite sotto forma di calore dovute alle resistenze elettriche, agli attriti meccanici e alla ventilazione, all'isteresi ed alle correnti parassite nei circuiti magnetici. Considerando le variazioni a partire da una situazione di regime, possiamo scrivere il principio in questo modo:

In questo breve articolo tratterò il concetto di distanza resistiva e di indice di Kirchhoff. Lo scopo principale è pertanto quello di far conoscere questi due aspetti intimamente legati alla teoria delle reti e alla teoria dei grafi.

Nonostante possa apparire strano, tali valori trovano larga diffusione nella teoria dei grafi applicata alle scienze chimiche.

Nel paragrafo di introduzione discuterò brevemente i concetti di grafo, matrice d'incidenza e matrice di adiacenza. Nel secondo paragrafo, invece, tratterò il concetto di distanza resistiva e di indice di Kirchhoff.

Quando applichiamo la teoria dei grafi allo studio delle reti elettriche, sostituiamo ogni elemento della rete in oggetto con un lato o ramo e alle estremità di ogni lato disegniamo due nodi o vertici. Alla fine di questa operazione otteniamo un disegno chiamato grafo delle rete.

C'erano una volta ( e ci sono ancora nell'era internet) dei libricini che io ricordo prevalentemente con la copertina marrone, che riassumevano i contenuti essenziali di ogni materia e servivano per il "ripasso" prima dell'interrogazione o dell'esame. Non erano ben visti in quanto c'era il sospetto che gli studenti li sostituissero al testo e favorissero uno studio solo nozionistico e non approfondito.

Erano chiamati "i bignami", una metonimia: Ernesto Bignami ne era l'editore.

Vent'anni fa (e qui non mi risparmio un luogo comune: mamma mia come passa il tempo) avevo pensato di scriverne uno io per i miei allievi di Elettrotecnica. Iniziai e, agli albori di questo sito, misi on line una prima parte. Questa è la riedizione di quell'articolo che non è on line su EY, ma che ho trovato copiato in file pdf, sparsi su vari siti, in seguito ad una ricerca Google. La nuova edizione è leggermente ampliata per rimediare ad incompletezze riscontrate, mantenendo però immutata l'intenzione della prima edizione: aiutare gli studenti nel ripasso di alcuni concetti di base dell'Elettrotecnica. Non ho usato schemi grafici di proposito, per mettere alla prova la chiarezza delle sole parole. Non so se fosse allora una buona idea, ma mi era venuta e la realizzai, parzialmente almeno. perché non fu continuata, com'era nelle intenzioni. Non so nemmeno se lo sia ora, una buona idea, ma, visto che su internet l'articolo vecchio esiste in varie riproduzioni che non sono in grado di far sparire, tanto vale che mi riprenda la responsabilità di averlo messo in circolazione. Lo faccio anche per tenere attivo lo spazio dei blog di EY. (Come qualcuno avrà notato, sto raschiando il fondo del barile. :-)).

E' il nuovo album che raccoglie alcune vignette realizzate con FidoCadJ ed usate nel forum, un'attività che qualche tempo fa mi faceva passare il tempo piacevolmente.

Mi era venuta l'idea di usare i personaggi di Schulz come un alter ego per commenti che, nelle mie intenzioni, avrebbero dovuto essere ironici e scherzosi. Ma, come si sa, nelle azioni umane imperversa sempre l'eterogenesi dei fini e così hanno finito per non far né ridere, né sorridere, ma mi è stato fatto notare da qualcuno che deformano la "Verità", quella con la V maiuscola, infastidendo l'interessato che ama le sue osservazioni super partes ed equilibrate, ma non molto quelle a lui rivolte, sempre partigiane e squilibrate. E' il risultato ottenuto dopo oltre tre lustri di conduzione di questo spazio. Sono stato etichettato come un egocentrico che si fa l'apoteosi, e perfino un ultrà. Beh, che dire? Ci sono rimasto male ed ho invidiato ed invidio i giusti ed i puri, insomma coloro che sanno bene come si deve essere...

Ogni tanto mi arriva l'email di un mio ex allievo che si imbatte in EY, si accorge che io ne faccio parte e pensa di salutarmi. Di solito, per fortuna, dice che ha un bel ricordo di quegli anni lontani, che cominciano ad essere parecchi. La cosa mi fa piacere anche se, dentro me, è inevitabile un "Chissà se è sincero!". Lo spero ad ogni modo, nonostante io non sia molto entusiasta di quanto sono riuscito a comunicare e ad ottenere come insegnante. L'articoletto che propongo nasce da un episodio del genere. "Buongiorno Prof, si ricorda di me? Sono un suo ex allievo della metà degli anni novanta. Mi fa piacere ritrovarla su questo sito cui, se trovo tempo, proverò a partecipare. Ho un buon ricordo delle sue lezioni ed in particolare dei test di Elettrotecnica che ci proponeva come integrazione del voto orale. Li trovavo divertenti". Qualche volta l'allievo lo ricordo, altre no, purtroppo. Beh, in oltre trent'anni di insegnamento, facendo una media di 50 studenti nuovi ogni anno, sono più di 1500 quelli che dovrei ricordare. Ma dalla nostra memoria, forse assimilabile ad una RAM di lavoro, se non esercitata, si cancellano i dati inutilizzati. Io però conservo ancora, come memoria di massa, alcuni quaderni su cui preparavo le lezioni ed i compiti in classe, test compresi.

In questo articolo applicherò la regola di Ravut per calcolare la resistenza equivalente vista dai morsetti di alimentazione del ponte di Wheatstone.

Nel mio precedente articolo [7] ho illustrato la regola di Ravut e i passi da eseguire per calcolare l'impedenza equivalente vista dai morsetti di alimentazione di un bipolo costituito da una rete elettrica comunque complessa e in assenza di mutui accoppiamenti.

Come ho già anticipato nella parte I di questa serie due articoli, il metodo di calcolo è abbastanza articolato, ma permette di risolvere problemi impraticabili con i metodi classici di Kirchhoff.

Questo articolo ha lo scopo di chiarire i passaggi descritti nella parte I, pertanto farò riferimento al più semplice circuito elettrico non ulteriormente riducibile tramite operazioni di serie-parallelo: il ponte di Wheatstone.

In questo articolo è presentato un metodo di calcolo dell'impedenza equivalente di un bipolo costituito da una rete comunque complessa in assenza di mutui accoppiamenti.

Dopo il lavoro del professore Georg Simon Alfred Ohm del 1826, la resistenza elettrica, e in generale l'impedenza elettrica, ha scritto la storia dell'Elettrotecnica [3].

Uno dei primi problemi affrontati dagli studiosi del passato è stato il calcolo della resistenza elettrica equivalente di un circuito vista da due morsetti detti di alimentazione. L'espressione morsetti di alimentazione non è casuale in quanto i metodi classici per il calcolo della resistenza elettrica equivalente si basano sulle due leggi di Kirchhoff [1]. Anche la definizione di resistenza elettrica equivalente [2] richiama implicitamente il lavoro del grande ed insuperabile Gustav Robert Kirchhoff: