0 - Si inizia: Fondamenti di elettronica.

Si riparte con il corso di elettronica per newbie, ma questa volta con una formula differente:
ogni articolo di teoria sarà affiancato o seguito da un articolo di pratica, se necessario. Terminati gli articoli di teoria si passerà ad una serie di piccoli circuiti da costruire. Quando sarà necessario dare spiegazioni torneranno anche gli articoli di teoria.

L’intera serie sarà caratterizzata da spiegazioni semplici, farà uso di esempi paralleli (es. quello tra l’elettricità e il comportamento dell’acqua, molto utilizzato in questi casi proprio perchè appropriato) o ausili visivi (animazioni, video, etc) per renderne piacevole la lettura.

L’intenzione che ha questa serie è di fare in modo di far capire i concetti e di imprimerli nella mente senza troppe riletture. Spero di riuscire a raggiungere l’obiettivo, anche perchè imho leggere o studiare molto senza accrescere il proprio bagaglio culturale non serve a niente. È meglio che le cose siano chiare e coinvolgenti fin dall’inizio.

Preciso anche che questo corso non può confrontarsi con quello che si può imparare tramite i testi scolastici o specializzati, però almeno una base dovrebbe lasciarvela.
Del resto anneghiamo ogni giorno nell’elettronica e nella tecnologia, spesso senza capire come fa a fare quello che fa, ed è un vero peccato, perchè con la comprensione del funzionamento arriva anche la capacità di riparare e modificare, o almeno la curiosità di provarci.

Se qualcuno volesse proporre degli articoli originali o di approfondimento, inviatemeli pure via PM o all’indirizzo email alan chiocciola reboot punto ms. Se sono interessanti e rispettano lo standard dei tutorial di Reboot verranno pubblicati a vostro nome in questa sezione ed in homepage.

Elettricità ed acqua

Elettricità ed acqua hanno dinamiche e comportamenti simili, ma il fluire della corrente non si può osservare ad occhio nudo. Al contrario dell’acqua, il cui comportamento può essere osservato visivamente.
L’acqua fluisce in un tubo come l’elettricità attraversa un filo conduttore.

Un circuito elettrico, tuttavia, non può funzionare se non è chiuso. E per “chiuso” intendo dire che non ha un inizio nè una fine.
Anche le piste della formula uno non hanno inizio o fine: le auto possono continuare a girarci dentro all’infinito. Lo stesso vale per un circuito elettrico.

Circuito aperto e circuito chiuso

Conduttori

I materiali conduttori sono tutti quelli attraverso cui può passare l’elettricità.
Se utilizzeremo un cattivo conduttore o un filo elettrico di dimensioni molto piccole, nei test l'elettricità farà più fatica a passare, come l'acqua fa fatica a fluire attraverso un tubo di piccole dimensioni o usurato.

I metalli in genere sono buoni conduttori, e tra i principali appaiono oro, argento e rame.
L’ampia disponibilità del rame l’ha reso il materiale più utilizzato nella realizzazione dei circuiti elettrici, ma a seconda dell’utilizzo, un metallo può essere migliore di un altro:
A parità di lunghezza e diametro, il miglior conduttore è l'argento, in quanto la resistività interna del materiale è la più bassa.
A parità di lunghezza e prezzo, il miglior conduttore è il rame: comune ed economico rispetto agli altri.
Se invece il problema è di trasportare corrente in un conduttore il più sottile possibile si deve ricorrere all’oro. Non è il miglior conduttore, ma permette la creazione di microcircuiti. Per questo dai componenti dei PC è possibile estrarre oro.

In alcuni casi viene effettuata la doratura dei conduttori esposti, in quanto l’oro non si ossida come gli altri metalli.
Noi utilizzeremo dei fili elettrici comuni, come quelli del doppino telefonico, rigidi e più facili da inserire in una breadboard.

La breadboard è una basetta sperimentale, e non richiede saldature per la realizzazione dei circuiti

Negli schemi elettrici, i conduttori vengono rappresentati come semplici fili.

Esempio di circuito disegnato da schifo

Quando le linee si sovrappongono su uno schema elettrico, si tratta di un incrocio: i fili sono sovrapposti ma non si toccano. Se si toccano, nello schema viene fatto capire con l’inserimento di un punto. Se due fili si incontrano in un punto, diventa un nodo.

Questa differenza a livello di funzionamento del circuito è essenziale.

Interruttori

Prima abbiamo visto la differenza tra circuito aperto e circuito chiuso.

L’interruttore ha lo scopo di deviare il circuito. Se inserito in un circuito semplice, l’interruttore ha il solo scopo di aprirlo. Non esistendo una continuità nel “percorso” elettrico, la corrente smette di attraversarlo.

Due simboli usati negli schemi per indicare la presenza di un interruttore

Facendo il parallelo con l’acqua, l’interruttore equivale ad un rubinetto che può essere solo aperto o chiuso: non c’è una via di mezzo.

Batteria

In condizioni normali, l’acqua scorre sempre verso il basso, attratta dalla forza di gravità.

In un circuito, la “forza di gravità” corrisponde ad un generatore di tensione, o ad una batteria.
La differenza di potenziale tra il polo negativo ed il polo positivo della batteria fa in modo che si generi un flusso di corrente.

La batteria negli schemi elettrici viene rappresentata con questo simbolo

Nel caso la batteria sia composta da più celle, alcuni schemi elettrici ripetono il simbolo per ogni singola cella.
Nel caso delle batterie, che generano corrente in continua, il collegamento in serie permette la somma dei Volt di ogni singola batteria. Quindi se due batterie da 1.5V si trovassero collegate in serie tra loro ad un circuito elettrico si otterrebbe una batteria da 3V.
Al contrario, se mettessimo due batterie in parallelo tra di loro, il risultato sarebbe una batteria da 1.5V ma che garantirebbe una doppia durata rispetto alla cella singola.
Il collegamento in serie e parallelo avviene allo stesso modo dei componenti (vedi ultima immagine nel sottotitolo “conduttori”).

Riquadro riassuntivo:
I circuiti elettrici funzionano solo quando sono chiusi.
Il conduttore più comune è il rame. Al contrario degli altri materiali, i conduttori elettrici permettono alla corrente elettrica di attraversarli.
Gli interruttori aprono o chiudono il circuito. A seconda del loro stato, impediscono o permettono al circuito di funzionare.
I componenti possono essere inseriti in un circuito sia in serie che in parallelo. Questa differenza è importante perchè il circuito si comporterà in modo diverso. Vale anche per le batterie.

 

Ma... ma... tutto qui? Voglio leggere di più
Quando uscirà la prossima parte?

 

Mooooolto presto. Ormai devo premere l'acceleratore sugli articoli come questo.