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Oggetto:
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Elettromagnetismo (Modulo di Esperimentazioni II)

Oggetto:

Electromagnetism

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
MFN0550B
Docenti
Prof. Riccardo Bellan (Titolare del corso)
Prof. Michela Chiosso (Titolare del corso)
Insegnamento integrato
Corso di studi
008703 Laurea in Fisica
Anno
2° anno
Periodo didattico
Secondo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Fornire le nozioni fondamentali per l'analisi dei circuiti elettrici e per l'utilizzo di strumenti di laboratorio, per la caratterizzazione e lo studio sperimentale di circuiti elettrici: tester, oscilloscopi digitali (e analogivi) con FFT, generatori di funzioni, alimentatori stabilizzati, ponti RLC. Misure di comportamento di circuiti elettrici composti da resistenze, condensatori, induttanze, diodi, celle solari e transistor BJT. Gli studenti apprenderanno l'uso ed i limiti della strumentazione elettronica di base necessaria per effettuare misure elettriche ed elettroniche.

To give the fundamental basics on electricity grids for the operation and the use of electronic measuring instruments: tester, analog and digital oscilloscope with FFT, function generators, stabilizer power supplies, RLC bridges. Measurements of behaviour and simulation with electronic CAD of electrical circuits composed by resistances, condensers, inductances and diodes. Measurements with transducer of physical parameters: extensometers and solar cells. Capability to solve general and physical problems. Students learn how to use and the limits of basic electronic instrumentation necessary for electrical and electronic measures. The first part of the course, named Module I (Electromagnetism) or Laboratory III, consists of 9 lab experiences, whose list is available on "materiale didattico" (educational material).

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Risultati dell'apprendimento attesi

Acquisire la capacità di risolvere problemi che coinvolgono elementi circuitali e di dispositivi ottici. Acquisire la capacità di operare autonomamente nell'ambito di un'attività di tipo sperimentale e di approcciare in modo critico le esperienze di laboratorio. Al termine del corso gli studenti dovranno essere in grado di saper ripetere, discutere e approfondire le esperienze svolte, dimostrando di aver acquisito adeguata competenza nell'uso della strumentazione, dettagliando i problemi riscontrati, la possibilità o meno di adottare un approccio statistico nell'analisi dei dati, spiegare le eventali sorgenti di errori sistematici e quotarne l'incidenza sul risultato finale.

To acquire the capability to work autonomously with regard to an experimental activity and to critically approach the lab activities. At the end of the course the students must be able to discuss and scrutinize the experimental activities which has been done, proving to have acquired an adequate competence in the use of instrumentation, detailing the observed problems, the possibility of using a statistical approach in the data analysis, explaining the possible statistical error sources and assessing their effect on the final result.

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali introduttive: richiamo di concetti di base, descrizione delle esperienze

Esercitazioni in Laboratorio: sessioni interattive di 2 o 4 ore per lo svolgimento di ciascuna esperienza

Analisi dei dati (svolta in autonomia e/o in laboratorio col supporto del docente)


 

Introductive class-taught lectures: recall of basic concepts, description of the experiences

Practical lab exercises: interactive sessions of 2 or 4 hours for the execution of each experience

Data Analysis (done autonomously and/or in the laboratory with the support of the professor)

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto, prova pratica e orale. Per maggiori dettagli vedi le modalità riportate nei corsi:

- Corso A: https://fisica.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=1ebt

- Corso B: https://fisica.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=800f

Written examination, practical and oral test. For more detailed information please refer to:

- Course A: https://fisica.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=1ebt

- Course B: https://fisica.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=800f

 

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Attività di supporto

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Programma

Caratteristiche dei componenti elettrici fondamentali. Teoremi fondamentali dell'elettrotecnica e calcolo simbolico per tensioni alternate sinusoidali. Studio di circuiti notevoli: partitori, filtri passa basso/alto, passa banda e soppressore di banda, raddrizzatore, trasformatore, derivartore/integratore, amplificatore. Uso e funzionamento della strumentazione di misura: tester ed oscilloscopi. Misura di parametri fondamentali: resistenze, capacità e induttanza. Studio e misura dei componenti base di un circuito: resistenze, condensatori, induttanze, diodi al silicio e led, transistor BJT, celle solari. Introduzione all'analisi con ROOT e programmazione in C++.

Questo primo modulo comprende 9 esperienze da svolgere in laboratorio.

Esperimenti:

  1. Caratteristica di una lampadina e resistenza interna di strumenti di misura (amperometri e voltmetri)
  2. Oscilloscopio e ciclo di isteresi
  3. Filtri passa basso e passa alto con circuiti RC
  4. Filtri e rifasamento circuiti RLC
  5. Diodi: curva caratteristica e raddrizzamento semionda
  6. Caratteristiche di un transistor BJT
  7. Amplificatore con transistor BJT (emettitore comune)
  8. Pannello fotovoltaico
  9. Arduino

Use of the oscilloscope and of electrical measurement instruments. Measurement of fundamental parameters: Resistors, capacitors and inductances. Filters and Fourier series developments. Characteristics of silicon diodes and LEDs. Rectification of alternating voltages. Characteristic of a solar cell and efficiency. Examples of transducers and their application (extensometers). Fundamental theorems in electrical engineering and symbolic calculation for alternating sinusoidal voltages.

 

Experiments:

  1. Characteristic of a lamp, internal resistance of voltmeters
  2. Oscilloscope and hysteresis loop
  3. RC circuits
  4. RLC filters
  5. Characteristic of a Diode
  6. Characteristic of a transistor BJT
  7. BJT amplifier
  8. Solar cell
  9. Arduino

 

Testi consigliati e bibliografia

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Spiegazioni delle esperienze, esercizi risolti ed esercitazioni con LTSpice sono disponibili in rete in "Materiale Didattico".
Testi consigliati:
1. "The Analysis and design of Linear Circuits"; Roland E. Thomas, Albert
J. Rosa, Gregory J. Toussaint; John Wiley & Sons
2. "Introductory Circuit Analysis"; Robert L. Boylestad; Pearson

Explanations of the experiences, solved exercises and practice exercises with LTSpice are available on the net in "Materiale Didattico" (Educational Material).
Suggested Textbooks:
1. "The Analysis and design of Linear Circuits"; Roland E. Thomas, Albert J. Rosa, Gregory J. Toussaint; John Wiley & Sons
2. "Introductory Circuit Analysis"; Robert L. Boylestad; Pearson



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Orario lezioni

Lezioni: dal 13/01/2016 al 15/03/2016

Nota: Orario visualizzabile alla sezione "Orario lezione"

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Note

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Ultimo aggiornamento: 15/04/2019 13:45
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