Elettronica

L'elettronica e l'elettrotecnica sono due discipline strettamente legate, che si differenziano per il tipo di applicazione: mentre l'elettrotecnica ha come scopo principale la trasmissione della potenza elettrica e la gestione e il progetto delle macchine elettriche, l'elettronica si occupa soprattutto dell'elaborazione dei segnali elettrici e quindi, in senso lato, dell'informazione.

L'elettronica si divide in due grandi settori: il primo, l'elettronica analogica, si occupa di segnali analogici, cioè che variano nel tempo in modo continuo, e che in linea di principio potrebbero assumere un valore qualsiasi in qualunque istante di tempo dato (per esempio voci, suoni, intensità luminose ecc.): operazioni tipiche compiute su questi segnali sono l'amplificazione, la modulazione, la miscelazione, il filtraggio.
Il secondo è l'elettronica digitale che invece tratta dei segnali elettrici che possono assumere soltanto due valori "legittimi" di tensione predefiniti, "alto" o "basso" che sono associati ai valori logici "vero" e "falso"; questi sono segnali binari, e in genere vengono sottoposti a operazioni logiche booleane come l'AND, l'OR eccetera.

Metodiche

Dal punto di vista teorico l'elettronica adotta sia le leggi dell'elettromagnetismo classico e dell'elettrotecnica sia i metodi matematici sviluppati dalla teoria dei sistemi e dall'algebra di Boole.

Storia

Le prime realizzazioni dell'elettronica sono state i circuiti radio riceventi e trasmittenti; senza dubbio Guglielmo Marconi fu un pioniere, ma le sue prime radio non avevano nulla che non si potesse considerare più di una applicazione dell'elettrotecnica ad un problema nuovo. Il vero salto di qualità avvenne per opera dell'ingegnere britannico John Ambrose Flemming dell'University College di Londra, che nel 1904 inventò il primo dispositivo elettronico a due terminali, il diodo a vuoto cioè la prima valvola termoionica. Segue a breve (1906) il primo componente elettronico a tre elettrodi, il triodo a vuoto, che permetteva di amplificare un segnale.

Dopo la prima guerra mondiale l'elettronica si sviluppò rapidamente, soprattutto per merito della radio, che in questo periodo era la sua applicazione di punta; nella teoria dei circuiti una pietra miliare fu nel 1927 l'invenzione del primo circuito a reazione, che permetteva di raggiungere con pochi componenti prestazioni nettamente superiori, mentre gli apparecchi radio si facevano sempre più sofisticati passando dai primi semplici schemi cicuitali omodina a più complessi schemi eterodina e supereterodina, che garantivano una migliore separazione fra le stazioni radio e meno rumorosità.

Una nuova svolta si ebbe dopo la seconda guerra mondiale con l'invenzione del transistor, componente attivo che poteva assolvere le stesse funzioni delle valvole termoioniche ad una frazione del costo, dell'ingombro e della potenza necessari alle valvole: inoltre, più transistor possono essere integrati in dispositivi complessi, i circuiti integrati appunto, che possono svolgere così funzioni molto complesse ad un prezzo minimo.

Con i transistor prima e con i circuiti integrati poi l'elettronica conosce un vero boom, che a tutt'oggi non è ancora terminato.

Applicazioni

Le applicazioni più comuni dell'elettronica e dei circuiti elettronici sono:

• nelle telecomunicazioni;
• nell'informatica;
• nel controllo di robot e macchine industriali;
• nel controllo di ascensori e impianti automatizzati;
• nella diagnostica e nella clinica medica;
• negli strumenti di misura;
• nella conversione dell'energia elettrica;
• negli azionamenti di motori a velocità variabile;
• nei veicoli stradali e ferroviari.

I componenti elettronici più comuni ed usati sono:

• Resistenza elettrica
• condensatore
• induttore
• dispositivi a semiconduttore:
  • diodo
  • transistor
• valvole termoioniche
• componenti modulari:
  • circuito integrato
  • amplificatore operazionale

See also: Elettronica, 1904, 1906, Algebra di Boole, Amplificatore, Amplificatore operazionale, Circuito elettronico, Circuito integrato, Componente elettronico