Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – funzioni e diagrammi cartesiani – Lezione 6

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Si definisce funzione una relazione tra una variabile dipendente y e una variabile indipendente x.

Ad esempio è una funzione la relazione:

[pmath size=16]y = 3x – 2[/pmath]

ad ogni valore che si attribuisce alla variabile x ne corrisponde una della variabile y.
Le funzioni possono essere rappresentate graficamente sul piano cartesiano costituito da due assi orientati (cioè hanno una freccia che ne indica il verso), perpendicolari tra loro (cioè formano un angolo di 90°). I due assi vengono chiamati x (asse delle ascisse) e y (asse delle ordinate); il punto in cui si incontrano i due assi si chiama origine degli assi.

A ogni coppia di numeri (x, y) corrisponde un punto del piano cartesiano e, viceversa, a ogni punto del piano corrisponde una coppia di numeri detti ascissa e ordinata del punto; i due numeri sono le coordinate del punto.

Per esempio:

coordinata

Per rappresentare i punti sul piano è indispensabile stabilire una unità di misura.

Genericamente chiamiamo u l’unità di misura ad essa potrebbe corrispondere 1 quadretto del vostro quaderno o 1 cm, o qualsiasi altra misura, l’importante e fissarla in modo che si possano poi rappresentare i punti sul piano.

Proviamo ora a tracciare il grafico che rappresenta la funzione: y=3x-2 e per far questo è necessario trovare una serie di punti che, uniti tra loro, forniscono la linea cercata.

Scegliamo dei valori arbitrari per la x e calcoliamo i corrispondenti valori di y:

[pmath size=16]per x = 0 si ha: y = 3*0-2 = -2[/pmath]

[pmath size=16]per x = 1 si ha: y = 3*1-2 = 1[/pmath]

[pmath size=16]per x = 2 si ha: y = 3*2 -2 = 4[/pmath]

Questi valori si possono riassumere in una tabella del tipo:

tabella

Si ottengono così i punti

punti

Questi punti possono essere rappresentati sul piano cartesiano dopo aver stabilito l’unità di misura u:

grafico

Il grafico ottenuto è una retta.

Questa breve introduzione è sufficiente per poter affrontare tra qualche lezione la legge di Ohm e la risoluzione di reti elettriche resistevi.

Ricordare a memoria è cosa difficile

Formule, teoremi, costanti, procedimenti di risoluzione è impossibile ricordare tutto a memoria, soprattutto se non ci occupiamo di uno specifico settore dell’elettronica o come nel mio caso se non si spiega da lungo tempo un determinato argomento 🙂
Ricordo con affetto un regalo che mi fu fatto da mio padre, un “ManoBook” di elettronica che conservo ancora per ricordo (ed è addirittura rilegato), la prima edizione risale al 1985 è costava la bellezza di L. 4000.
Ora, visto che “la saggezza avanza” ovvero la presbiopia aumenta sempre più, mi ci vuole una lente di ingrandimento per leggerne il contenuto.

manobook01

manobook02

A questo punto come faccio? Come detto nel precedente post, con me sempre e per sempre il manuale di elettronica e telecomunicazioni dell’Hoepli, però alcune volte si ha la necessità di un semplicissimo formulario un elenco semplice semplice di regolette. Tra i miei bookmarks ho ritrovato un link di qualche anno fa, ancora funzionante, le pagine del sito non sono assolutamente recenti, ma il contenuto potrebbe esservi di aiuto, sicuramente on-line si trova anche altro e di più esteso (se trovo altro nel cassetto vi segnalo), ma poiché era a portata di click ve lo segnalo lo stesso, sono le pagine della sezione library della Bowest Pty Ltd
bowest

I libri che salverei

Mi è stato chiesto simpaticamente: “Prof. Ma quali sono per lei i libri fondamentali, quelli a cui non rinuncerebbe mai, che salverebbe se in laboratorio scoppiasse un incendio?” 🙂

Ovviamente il discorso si riferisce ai libri di elettronica.

Eeee che cosaaaa farei?
Scapperei…
No no scusatemi… cercherei di eseguire alla lettera le istruzioni che sono al fondo del registro di classe… 🙂

I libri cercherei di salvarli tutti, però se dovessi proprio scegliere salverei 2 volumi quelli che conservo gelosamente, che apro raramente, ma che solo a guardarli mi tranquillizzano perché so per certo che in essi troverò sempre le risposte ai miei dubbi.

Il primo è il manuale di elettronica e telecomunicazioni di Giuseppe Biondo e Enrico Sacchi edito dell’Hoepli, il mio ha più di 25 anni, circa 1,5 kg di condensato di conoscenza raccolte in pagine fini come carta velina.

manuale

Il secondo è Micro elettronica di Javob Millman e Christos C. Halkias edito da Boringhieri, testo universitario, fondamentale, la “bibbia” dell’elettronica, su di esso si giura eterna fedeltà ai componenti elettronici.

millman-ita

E poiché a fianco dell’edizione italiana conservo anche quella originale in lingua inglese, metto in salvo anche questa: Integrated Electronics – Millman – Halkias edito dalla McGraw-Hill (international student edition).

millman-eng

E se poi le fiamme non sono così alte e non sono in pericolo di vita cercherei di salvare il mio primo libro di elettrotecnica: Elettrotecnica generale – Elettrostatica Elettromagnetismo Teoria dei circuiti di Mario Pezzi edito da Zanichelli.

pezzi

Ma spinto da coraggio mi lancerei ancora nel salvare almeno il primo volume di Elettrotecnica – Elettrotecnica generale di Olivieri e Ravelli edito da Edizioni Cedam.

olivieri-e-ravelli

Ormai tutto va a fuco, ho salvato 5 libri… corro e mi metto in salvo 🙂

Un caro saluto.

Nota per chi ha fatto la richiesta:
Ciao Marco B., va bene come risposta? 🙂
Se hai bisogno di altre indicazioni scrivimi.

In merito alle resistenze di pull up e pull down

corso-arduino
Sto scrivendo gli appunti per il corso su Arduino che realizzerò a partire dal prossimo 13 marzo per gli insegnanti della rete robotica che insegnano nel triennio della scuola superiore. Nelle slide stavo scrivendo alcune cose in merito alle resistenze di pull up e pull down. E’ una domanda ricorrente che mi viene posta via mail e da sempre ho un post lasciato a metà che devo sempre concludere. Condivido con voi alcune risorse che potrebbero esservi di aiuto. In passato avevo già parlato di questo argomento nei commenti, trovate indicazioni a questo link e a questo link. Una Spiegazione interessate la potete trovare anche su microcontroller.it più avanti aggiungero qualcosa di mio.

Saluti.

Corso di elettrotecnica ed elettronica: richiami di Matematica – circonferenza e cerchio – Lezione 5

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Capita sovente, soprattutto in elettrotecnica, di dover calcolare la lunghezza di una circonferenza o la superficie di un cerchio, che ricordo essere l’area racchiusa dalla circonferenza stessa ecco perché mi preme ricordare alcune cose molto elementari di geometria.

Disegniamo un punto O sul foglio,. Disegniamo ora un altro punto A. Possiamo disegnare altri punti che abbiano da O la stessa distanza che ha il punto A?

Certamente!

circonferenza01

Bene! Disegnamone ancora di più!

circonferenza02

Disegniamoli tutti! Abbiamo dunque un insieme di punti che formano una linea.

circonferenza03

L’abbiamo già vista negli studi elementari: è la circonferenza.

La circonferenza è una linea chiusa i cui punti hanno la stessa distanza da un punto detto centro.

Sapete ovviamente che per disegnare una circonferenza si usa un compasso e quindi in questo modo possiamo dire che nel caso di una circonferenza i punti del piano si dividono in:

  • quelli che stanno fuori, della circonferenza (chiamati punti esterni alla circonferenza),
  • quelli che stanno sulla circonferenza
  • quelli che stanno dentro la circonferenza  (chiamati punti interni alla circonferenza).

I punti esterni alla circonferenza hanno una distanza dal centro maggiore del raggio, quelli sulla circonferenza hanno una distanza dal centro uguale al raggio e quelli interni alla circonferenza hanno la distanza dal centro minore del raggio.

Tutti i punti interni alla circonferenza (compreso il centro) e i punti della circonferenza formano un’altro insieme: il cerchio.

Il cerchio è la parte di piano limitata da una circonferenza.

Dunque la circonferenza è una linea mentre il cerchio è una superficie.

Ricordo le relative formule che DEVONO essere ricordate:

[pmath size=12]C = 2pi r[/pmath] per la circonferenza (lunghezza);

[pmath size=12]S = pi r^2[/pmath] per il cerchio (area);

dove:

[pmath size=12]pi=3,14[/pmath]

Dalle formule sopra potete constatare che gli elementi sono sempre gli stessi: 2, [pmath size=12]pi[/pmath] ed r, ma disposti in maniera differente: come potete vedere chi cambia posizione è il 2 che nella prima formula è all’inizio mentre nella seconda è alla fine sotto forma di esponente (potrebbe essere un modo per ricordare le due formule).

Per il calcolo del raggio si ricorre alle formule inverse:

[pmath size=12]r=C/2*pi[/pmath]
nota la lunghezza della circonferenza

[pmath size=12]r=sqrt{S/pi}[/pmath]
nota la superficie del cerchio

Ovviamente la relazione tra diametro e raggio è:

[pmath size=12]d=2r[/pmath]

Per quanto riguarda le nozioni di base sul cerchio mi fermo, nel momento in cui avrò necessità di introdurre concetti di trigonometria, calcolo vettoriale, corrente alternata ed altro, dove sarà necessario parleremo ancora di circonferenza.