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TESINA di Vito Notarnicola Anno scolastico 2007. ITALIANO STORIA ELETTRONICA SISTEMI AUTOMATICI MATEMATICA INGLESE ED.FISICA LASERS PALLAVOLO AMPLIFICATORI.

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1 TESINA di Vito Notarnicola Anno scolastico 2007

2 ITALIANO STORIA ELETTRONICA SISTEMI AUTOMATICI MATEMATICA INGLESE ED.FISICA LASERS PALLAVOLO AMPLIFICATORI OPERAZIONALI ITALO CALVINO IL DOPOGUERRA SISTEMI RETROAZIONATI DERIVATA UN APPLICAZIONE ELETTRONICA

3 LASERS Lasers (Light Amplifications by Stimulated Emission of Radiation) are devices which amplify light and produce beams of light which are very intense, directional, and pure in colour. They can be solid state, gas, semiconductor, or liquid. When lasers were invented in 1960, some people thought they could be used as death rays. In the 1980s, the United States experimented with lasers as a defence against nuclear missiles. Nowadays, they are used to identify targets. But apart from military uses, they have many applications in engineering, communications, medicine, and the arts. In engineering, powerful laser beams can be focused on a small area. These beams can heat, melt, or vaporize material in a very precise way. They can be used for drilling diamonds, cutting complex shapes in materials from plastics to steel, for spot welding and for surfacing techniques, such as hardening aircraft engine turbine blades. Laser beams can also be used to measure and align structures. Lasers are ideal for communications in space. Laser light can carry many more information channels than microwaves because of its high frequency. In addition, it can travel long distances without losing signal strength. Laser can also be used for information recording and reading. Compact discs are read by lasers. In medicine, laser beams can treat damaged tissue in a fraction of a second without harming healthy tissue. They can be used in very precise eye operations. In the arts, lasers can provide fantastic displays of light. Pop concerts are often accompanied by laser displays.

4 LA PALLAVOLO La pallavolo si sviluppò dopo la 2° Guerra Mondiale, specialmente in Russia. Il campo è diviso in due aree, una per ogni squadra. Esso ha dimensioni di 9m x 18m di area di gioco, con una rete che varia in altezza da 2,10m a 2,43m. Le squadre sono formate da 6 giocatori per ogni area e 6 in panchina, nelle quali sono consentite 6 sostituzioni per set. Il giocatore sostituito in seguito potrà rientrare in campo al posto del giocatore a lui sostituito. A inizio partita un giocatore della squadra sorteggiata batterà da una posizione esterna allarea di gioco. Durante la partita la palla potrà essere giocata nella stessa squadra utilizzando solo 3 tocchi, 4 colpi da parte della stessa squadra invece saranno ritenuti irregolari. Altri tipi di irregolarità saranno:il doppio tocco della palla da parte dello stesso giocatore; quando la palla viene accompagnata con la mano; quando al momento del fischio di battuta i giocatori non sono nelle loro posizioni (fallo di posizione); Toccare la rete con qualsiasi parte del corpo; superare la linea di metà campo con una parte del corpo; trattenere la palla. Il gioco ha una durata di tempo non definita, ma vince la competizione chi raggiunge un determinato numero di set, imposto in base alletà dei giocatori. Ogni set termina quando una delle squadre raggiunge i 25 punti con almeno 2 punti di vantaggio. In caso di vantaggio di un solo punto, si proseguirà fino a raggiungere un vantaggio di 27 anche se solo di un punto rispetto allaltra squadra.

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6 Amplificatore operazionale Lamplificatore operazionale è uno dei componenti principali oggi utilizzati in ambito elettronico. Nato nel 1965 ebbe subito molta popolarità. Il nome è dovuto al fatto che con esso è possibile realizzare circuiti elettronici in grado di effettuare numerose operazioni matematiche: la somma, la sottrazione, la derivata, l'integrale, ecc… Al giorno d'oggi l'amplificatore operazionale è, in genere, costituito da un circuito integrato. Un amplificatore operazionale è un amplificatore ad elevato guadagno (teoricamente infinito). L'uscita è la differenza tra le due entrate V+ e V moltiplicata per un fattore G (guadagno): In generale il circuito presenta due ingressi: uno definito invertente, indicato con il simbolo "-", l'altro definito non invertente, indicato con il simbolo "+", ed una uscita.

7 L'impedenza di ingresso presenta un valore molto elevato, teoricamente infinito, mentre l'impedenza di uscita ha valore basso, idealmente nullo. La maggior parte degli amplificatori operazionali è progettata per lavorare con una tensione di alimentazione duale, cioè con un valore positivo ed uno negativo, simmetrici rispetto ad una massa, che può essere reale oppure virtuale. Dal punto di vista costruttivo, l'amplificatore operazionale può essere realizzato con transistor a giunzione bipolare (BJT) oppure mosfet. Il package può essere plastico, ceramico o metallico e può contenere fino a 4 dispositivi identici. Amplificatore non invertente Ciò che rende un amplificatore operazionale non invertente, è il fatto che la tensione in ingresso Vi è applicata sul morsetto positivo. Nell'amplificatore di tensione non invertente (figura) la fase del segnale uscente corrisponde a quella del segnale entrante. Il guadagno dell'amplificatore è il rapporto tra la tensione di uscita e la tensione di ingresso, che è sempre maggiore o uguale a 1 ed è determinato dal valore delle resistenze che costituiscono un partitore di tensione, secondo la formula:

8 Amplificatore invertente Ciò che rende un amplificatore operazionale invertente, è il fatto che la tensione in ingresso Vi è applicata sul morsetto negativo. Nell'amplificatore invertente (figura) il segnale uscente viene sfasato di 180° rispetto all'ingresso, ovvero il guadagno è negativo. Nello specifico si ha: La resistenza di ingresso dell'amplificatore risulta pari a R1, in quanto l'ingresso invertente è virtualmente collegato a massa. La resistenza di uscita dell'amplificatore completo è minore di quella dell'operazionale ed ha un valore praticamente trascurabile.

9 Amplificatore differenziale L'amplificatore differenziale è la combinazione di un amplificatore non invertente e uno invertente. Ponendo: allora l'amplificazione differenziale dello stadio vale: Solitamente si pone R4=R2 e R3=R1.

10 ITALO CALVINO BIOGRAFIA Italo Calvino nacque nel 1923 a Santiago de Las Vegas (Cuba) dove il padre, agronomo di fama mondiale, dirigeva una stazione sperimentale di agricoltura; nel 1925 però la famiglia si trasferì in Italia stabilendosi a Sanremo. Nel 1941 si iscrisse alla facoltà di Agraria a Torino e due anni dopo entrò nella Resistenza. Nel dopoguerra passò alla facoltà di Lettere di Torino, dove si laureò. In quella città entrò in contatto con la casa editrice Einaudi presso cui pubblicò il suo primo romanzo, Il sentiero dei nidi di ragno. Negli anni 50, Calvino pubblicò una serie di libri che videro la sua piena affermazione. Nel 1964 si trasferì a Parigi, entrando in contatto diretto con la cultura francese; nel frattempo collaborò con vari giornali italiani come Il Corriere della Sera e il Giorno. Nel 1980 tornò a Roma, e nella notte fra il 18 e 19 settembre del 1985, colto da emorragia celebrale, morì in un ospedale di Siena.

11 . LE OPERE Il sentiero dei nidi di ragno Il romanzo desordio di Calvino, Il sentiero dei nidi di ragno, affronta largomento della lotta partigiana, sulla base di un esperienza vissuta in prima persona. Qui lo scrittore trasferisce sulla pagina il clima di fervore degli anni postbellici e le speranze in un cambiamento profondo della vita nazionale e nella costruzione di un Italia più civile è più giusta. Tuttavia Calvino non vuole offrire un quadro celebrativo ed agiografico della Resistenza. In questo romanzo si manifesta quellindipendenza intellettuale che contraddistinguerà poi sempre la posizione di Calvino, il suo rifiuto di sottostare ad una direzione politica della cultura. Con questa opera Calvino si allontana dagli standard neorealistici; infatti pur rappresentando figure e ambienti proletari e sottoproletari, non rivela alcun intento documentario di tipo naturalistico. Anzi, la vicenda della lotta partigiana è trasferita in un clima fantastico, di fiaba. Questo effetto è ottenuto presentando tutti gli eventi attraverso il punto di vista di un bambino.

12 .TRAMA DEL ROMANZO Ambientato nei mesi della resistenza, tra i vincoli di una città ligure della Riviera di Ponente ed i boschi e le valli in cui si svolge la guerra partigiana, Il sentiero dei nidi di ragno racconta la storia di Pin, un bambino solo e desideroso di appartenere al mondo degli adulti del vicolo e dellosteria, dai quali cerca di farsi accettare. Insultato per le relazioni che la sorella intrattiene con i militari tedeschi e sfidato a provare la sua fedeltà, Pin sottrae allamante della donna una pistola e la nasconde in campagna, nel luogo in cui è solito rifugiarsi, ove i ragni fanno il nido. Lazione mette in moto una sequenza deventi che lo portano ad entrare in contatto con quel mondo degli adulti che gli sembrava misterioso: è arrestato dai tedeschi; conosce un giovane partigiano, Lupo Rosso, con il quale evade dalla prigione; fugge nei boschi e incontra la banda partigiana del Dritto, composta di personaggi dubbi e poco eroici: fra essi è un ragazzo, Pelle, che ruba la pistola a Pin. Alla fine Pelle viene ucciso, la banda è sciolta e Pin rientra in possesso dellarma; la presta poi ad un partigiano, il Cugino, che la userà, forse, per giustiziare la sorella.

13 GLI ANNI DIFFICI DEL DOPOGUERRA LEuropa uscì dalla 2°Guerra Mondiale in condizioni disastrose: - la guerra aveva causato 50 milioni di morti in tutto il mondo; - leconomia aveva subito danni incalcolabili: le industrie erano distrutte, lagricoltura in ginocchio. Mancavano le materie prime e il denaro per la ripresa e la ricostruzione; -molte città erano state distrutte dai bombardamenti: i senzatetto erano milioni. Stati Uniti e Unione Sovietica, le due nuove superpotenze, erano in contrasto ideologico: occorreva evitare altri conflitti mondiali. Per questo nel 1945 nacque lONU ( Organizzazione delle Nazioni Unite), un organismo garante della pace e dellordine internazionale, erede della Società delle Nazioni. Nel 1946 si svolse a Parigi la Conferenza di pace. Ma in realtà i nuovi confini non furono decisi tanto dalle trattative, quanto dalle occupazioni militari. Infatti in tutti i territori occupati dagli Anglo-Americani nacquero Stati democratici, alleati dagli Stati Uniti. Nelle zone controllate dall Armata Rossa nacquero Stati sottoposti allinfluenza sovietica. La Germania fu divisa in due parti: a ovest la Repubblica Federale Tedesca ( controllata da Americani, Inglesi e Francesi) e a est la Repubblica Democratica Tedesca ( controllata dai Sovietici). LAustria tornò indipendente, lUnione Sovietica recuperò territori persi con la 1° Guerra Mondiale e ne ottenne altri, lItalia perse le colonie e cedette alcune zone di confine. Il Giappone restò sotto loccupazione americana fino al 1951.

14 LA DIVISIONE DEL MONDO LINIZIO DELLA GUERRA FREDDA Sconfitto il comune nemico nazista, emersero i contrasti tra Occidente e URSS. Stalin temeva che i paesi capitalisti aggredissero lUnione Sovietica e Gli Stati Uniti temevano la diffusione del comunismo. Il nuovo presidente americano Truman riteneva necessario aiutare lEuropa nella ricostruzione per evitare che il comunismo si espandesse. Il piano Marshall, il programma di aiuti americani, tra il 1948 e il 1951 risollevò lEuropa e rafforzò i legami del mondo occidentale con gli Stati Uniti. LUnione Sovietica tra il 1945 e il 1948 impose il sistema comunista in tutti i paesi dellEuropa orientale, che divennero suoi >. Nel 1949 nacque un altro grande Stato comunista: la Repubblica Popolare Cinese di Mao Zedong. La Cina in un primo tempo si alleò con lURSS, poi se ne allontanò. Nacquero due organizzazioni militari: nel 1949 con il Patto Atlantico gli Stati occidentali diedero vita alla NATO, e nel 1955 i paesi comunisti si unirono nel Patto di Varsavia. Il mondo era diviso in due blocchi contrapposti: -quello occidentale, guidato dagli Stati Uniti, a economia capitalista e con un organizzazione politica liberale; -quello comunista, guidato dallUnione Sovietica, caratterizzato da un economia controllata dallo Stato e da regimi totalitari.

15 La guerra tra le due superpotenze fu evitata, ma la contrapposizione scatenò una serie di guerre locali e la guerra fredda, che non fu combattuta con le armi da fuoco, ma con quelle della diplomazia, dellideologia e delleconomia. La pace fu garantita dallequilibrio del terrore:il terrore di una guerra atomica. LA GRANDE COMPETIZIONE Con la decolonizzazione numerosi paesi asiatici e africani acquistarono lindipendenza. Alcuni di essi rifiutarono la logica dei blocchi. Nel 1961 Egitto, India e Iugoslavia fondarono il movimento dei non allineati, ovvero degli Stati che non si schieravano né con gli USA né con lURSS. USA e URSS tentavano di estendere le proprie zone di influenza sostenendo governi a loro favorevoli. Lesposizione di una guerra fu sfiorata più volte. Nel 1948 i Sovietici bloccarono le vie daccesso a Berlino, gli Americani però la rifornirono attuando un ponte aereo. La crisi si risolse senza conseguenze militari e Berlino rimase divisa in due. La Guerra di Corea ( ) fu il primo conflitto > legato alla guerra fredda. Dopo la guerra la Corea era stata divisa in due parti: il Nord comunista, il Sud appoggiato dagli USA. Entrambe le Coree rivendicavano la sovranità di tutto il territorio nazionale. La Corea del Nord, armata dai Sovietici, aggredì quella del Sud. Intervennero nel conflitto gli USA (autorizzati dallONU) e la Cina di Mao). La guerra terminò con la riaffermazione del vecchio confine.

16 I SISTEMI RETROAZIONATI La retroazione (feedback) è la capacità dei sistemi dinamici di tenere conto dei risultati del sistema per modificare le caratteristiche del sistema stesso. In un sistema retroazionato l'uscita è anche un ingresso del sistema. Questa caratteristica differenzia i sistemi retroazionati o ad anello chiuso dai sistemi non retroazionati o ad anello aperto. In figura mostriamo un tipico esempio di sistema retroazionato. La teoria dei sistemi retroazionati è utilizzata in molti campi delle scienze applicate (tra cui i controlli automatici).

17 RETROAZIONE POSITIVA Si parla di retroazione positiva quando i risultati del sistema vanno ad amplificare il funzionamento del sistema stesso, che di conseguenza produrrà risultati maggiori che amplificheranno ulteriormente il funzionamento del sistema. I sistemi con retroazione positiva sono instabili e tipicamente portano il sistema a divergere. RETROAZIONE NEGATIVA Si parla di retroazione negativa quando i risultati del sistema vanno a smorzare il funzionamento del sistema stesso stabilizzandolo. I sistemi con retroazione negativa sono stabili e tipicamente portano il sistema a convergere.

18 DERIVATA: UNAPPLICAZIONE ELETTRONICA DEFINIZIONE DI DERIVATA Data una funzione di equazione: Diamo a x 0 un incremento x=h. La differenza: Rappresenta lincremento che subisce la funzione. Consideriamo il rapporto: Esso viene definito rapporto incrementale.

19 Se facciamo tendere a zero lincremento h, stiamo considerando il limite del rapporto incrementale, ossia: Tale limite, se esiste finito, prende il nome di derivata della funzione per x=x 0 e lo si indica con f(x 0 ). Il concetto di derivata viene utilizzato in elettronica per realizzare i circuiti derivatori, di cui diamo di seguito un esempio. Il derivatore che esaminiamo è realizzato usando unamplificatore operazionale. In figura mostriamo il circuito completo.

20 In questo circuito la tensione di uscita V u è proporzionale alla derivata del segnale di ingresso V i. Essendo l'operazionale ideale, vale la relazione I C = I R, sostituendo alle due correnti le loro rispettive espressioni si ottiene la relazione: Dalla relazione I R =I C si ha, sostituendo alle correnti le espressioni I R =V R /R e I C =C(dVc/dt) si ottiene: Come si può vedere dalla figura, V R =-V u e V C =V i a causa del corto circuito virtuale, per cui sostituendo si ottiene: ed anche:

21 A questo punto, applichiamo come segnale di ingresso una rampa e otteniamo in uscita un gradino di tensione (infatti, la derivata di una rampa è proprio un gradino). Applicando al posto di Vi una rampa di equazione, a partire dall'istante t o,, si otterrà all'uscita un gradino di ampiezza V, come si può vedere dal grafico in basso. Infatti,dalla,sostituendo lespressione di Vi si ha Vu=-V.


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