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Per gli Studenti
Fisica generale 2

FISICA GENERALE II
Corso della laurea specialistica

Il corso di Fisica Generale II è strutturato su due moduli:

  • I° modulo: Progettazione Logica Digitale
  • II° modulo: Elementi di Elettromagnetismo

Il I° modulo viene tenuto nella prima metà del secondo semestre (indicativamente nei mesi di marzo e aprile). Il II° modulo segue nella seconda metà del secondo semestre (indicativamente nei mesi di maggio e giugno).

Il I° modulo è anche fruibile dagli studenti della laurea breve o triennale.
Il II° modulo è riservato agli studenti della laurea specialistica. Il corso è dato in alternativa su due diversi contenuti: Elettromagnetismo classico; Elettronica. Nell'anno accademico 2005/2006 il corso ha come sottotitolo "Elementi di Elettronica" ed è dedicato agli studenti dell'indirizzo di Informatica Industriale per il suo contenuto orientato alle applicazioni hardware.

Di seguito sono date le schede dei corsi:

  • Progettazione Logica Digitale
  • Elementi di Elettromagnetismo Classico
  • Elementi di Elettronica



Titolo: FISICA GENERALE II (I modulo)
Sottotitolo: Progettazione Logica Digitale
Insegnamento del I anno del corso specialistico in Informatica

Crediti: 6 crediti (lezioni frontali: 3 crediti; esercitazioni di laboratorio: 3 crediti)

Conoscenze: Il corso introduce alle tecniche di progettazione delle moderne macchine elettroniche digitali. Si parte dai circuiti logici in logica combinatoria, si passa poi alla logica sequenziale sincrona, che è alla base di tutte le macchine digitali, inclusi i computer. Vengono introdotte le moderne tecniche di progettazione di macchine con linguaggi di descrizione di alto livello (CAD-HDL), destinate ai componenti logici ad hardware programmabile. Vengono introdotti anche aspetti pratici della progettazione digitale. In laboratorio vengono effettuati progetti e simulazioni a computer di alcune macchine semplici, dedicate al controllo di processi in tempo reale. Viene anche effettuato un confronto di realizzazioni di logiche con microcontrollori.

Abilitá: Capacitá di progettare circuiti logici digitali. Capacitá di effettuare un debugging dei circuiti progettati a livello di simulazione. Uso di software specifico HDL. Strutturazione della progettazione.

Docente: prof Giuliano BOELLA

Programma:
1. Elementi logici. Famiglie logiche. Principi di progetto di logica combinatoria. Progetto con PLD.
2. Principi di progetto di logica sequenziale sincrona. Progetto di sistemi sequenziali con macchine a stati. Pratica di progetto di macchine sequenziali sincrone.
3. Progetto di macchine con circuiti hardware programmabili (PLD e FPGA). Uso di software di progettazione di alto livello (HDL). Aspetti pratici della progettazione digitale. Cenni alla progettazione del silicio: gli ASIC.
4. Interfacciamento fra il mondo dell'elettronica analogica e il mondo dell'elettronica digitale.

La frequenza al laboratorio è obbligatoria.

Testi consigliati:
Dispense del corso (Elementi di Elettronica Digitale)
J.F.Wakerly - "Digital Design - Principles and Practice" - Prentice Hall International (ed. 2001)

Modalitá d'esame:
L'esame (orale) consiste in una discussione basata sulla relazione, presentata dallo studente relativamente alle attivitá sviluppate in laboratorio, con riferimento ai concetti presentati a lezione. - L'esame è tenuto per appuntamento in data concordata con lo studente via email (giuliano.boella@unimib.it).


Titolo: FISICA GENERALE II (II modulo)
Sottotitolo: Elementi di Elettromagnetismo Classico
Insegnamento del I anno del corso specialistico in Informatica

Crediti: 6 crediti (lezioni frontali: 4 crediti; esercitazioni: 2 crediti)

Conoscenze: Scopo del corso è incrementare le conoscenze di base dell'Elettricitá, del Magnetismo, dell'Elettro-magnetismo e dell'Ottica nella moderna visione della Fisica, a completamento di quanto già studiato in Fisica Generale I. Si parte dalla fenomenologia per giungere alle leggi quantitative matematiche (semplici modelli matematici dei fenomeni fisici), che sono alla base degli sviluppi dell'attuale tecnologia in tutti i campi, ma in particolar modo nel campo dell'elettronica e nei campi ad essa collegati.

Abilitá: Capacitá di analizzare qualitativamente e quantitativamente semplici situazioni fisiche. Capacitá di risolvere semplici problemi d'Elettromagnetismo e Ottica. Capacitá di fare riferimento a semplici modelli matematici di fenomeni fisici.

Docente: prof Giuliano BOELLA

Programma:
1. Elettrostatica - La carica elettrica e la legge di Coulomb. Il campo elettrico. La legge di Gauss. Il potenziale elettrico. Condensatori e dielettrici.
2. Elettrodinamica - Corrente e resistenza. Circuiti in corrente continua. Il campo magnetico delle correnti. La legge di Ampere.
3. Induzione elettromagnetica - La legge dell'induzione di Faraday. Proprietá magnetiche della materia. L'induttanza. Circuiti in corrente alternata. Le equazioni di Maxwell. Le onde elettromagnetiche.
4. Ottica e Fisica Moderna - La natura e la propagazione della luce. Riflessione e rifrazione sulle superfici. Specchi sferici e lenti. Interferenza, diffrazione, polarizzazione della luce. Luce e Fisica dei quanti. La natura ondulatoria della materia elementare. La struttura dell'atomo di idrogeno secondo Bohr.

Testi consigliati:
Resnick, Halliday, Krane - "FISICA 2" - Casa Editrice Ambrosiana
Serway - "Principi di Fisica" - EDISES

Modalitá d'esame: L'esame consta di una prova scritta e di una prova orale. La prova scritta prevede la risoluzione di semplici problemi con l'applicazione di leggi fisiche e lo svolgimento di un tema su un argomento di Fisica dell'Elettromagnetismo. La prova orale si articola in domande sugli argomenti di Fisica dell'Elettromagnetismo, trattati a lezione.


Titolo: FISICA GENERALE II (II modulo)
Sottotitolo: Elementi di Elettronica
Insegnamento del I anno del corso specialistico in Informatica

Crediti: 6 crediti (lezioni frontali: 4 crediti; esercitazioni di laboratorio: 2 crediti)

Conoscenze: Scopo del corso è fornire le conoscenze fondamentali di Elettronica, che sono alla base degli sviluppi dell'attuale tecnologia nei campi dell'Elettronica e dell'Informatica, a completamento della formazione in settori dell'Informatica più orientati alla realizzazione di strumentazioni (Robotica, elaborazione elettronica di segnali, ecc.). Vengono impartire le conoscenze di base della moderna elettronica lineare, utilizzando il CAD PSPICE per lo studio e lo sviluppo dei circuiti. Il presente corso completa la preparazione in Elettronica di base, già iniziata col I modulo dedicato alla Progettazione Logica Digitale (Elettronica Digitale).

Abilità: Capacità di analizzare semplici circuiti elettronici di condizionamento dei segnali. Capacità di interfacciare elettricamente circuiti o macchine. Capacità di effettuare un debugging elementare dei circuiti.

Docente: prof Giuliano F. BOELLA

Programma:
Il corso è articolato su una sezione teorica (4 crediti: 32 ore) e una sezione sperimentale in laboratorio (2 crediti: 24 ore).
Parte prima - Teoria delle reti (26 ore)

  • Concetti introduttivi. Introduzione alla trasformata di Laplace.
  • Teoria delle reti elettriche ideali - I componenti attivi ideali indipendenti e dipendenti. I componenti passivi ideali. Interconnessione dei componenti: le reti elettroniche e loro calcolo, con esempi. Alcuni teoremi fondamentali delle reti: teorema della sovrapposizione; teoremi di Thevenin e di Norton; le sorgenti lineari ideali. Calcolo della risposta di alcuni semplici circuiti (RC, RL, LC, RLC). Introduzione alla funzione di trasferimento.
  • I componenti a semiconduttore - Diodi; transistori BJT; transistori FET (JFET, IGFET).
  • Gli amplificatori a transistori - Il feedback negli amplificatori. Feedback negativo e feedback positivo. Le 4 topologie del feedback negativo. L'amplificatore operazionale: configurazioni; costruzione di funzioni; risposta in frequenza. Il circuito integrato OpAmp. Il comparatore.
  • Introduzione a PSPICE.

Parte seconda - Dalla teoria alla pratica di laboratorio (6 ore)

  • Considerazioni generali (distribuzione energia; protezionistica).
  • Componenti ideali e componenti reali. L'alimentazione dei circuiti. Progetto di un semplice alimentatore stabilizzato. Il circuito di massa e il circuito di alimentazione.
  • Interfacciamento di circuiti analogici.
  • Interfacciamento di circuiti digitali (protocolli).
  • Diagnostica e debugging.

Parte terza - Esercitazioni di laboratorio (24 ore)

  • Un'esperienza nel settore dell'elettronica analogica, dedicata allo studio del feedback e al suo impiego nei circuiti elettronici analogici con OpAmp.
  • Un'esperienza dedicata alla realizzazione di un convertitore analogico-digitale del tipo delta-sigma.

Testo di riferimento: dispense del corso (Elementi di Elettronica)

Frequenza: Data la complessità della materia trattata è richiesta la frequenza obbligatoria: presenza al 75% almeno delle lezioni e alla totalità delle esercitazioni di laboratorio.

Modalità dell'esame: L'esame (orale) consiste in un colloquio, in cui si usa come base la relazione dettagliata, presentata dallo studente relativamente alle attivitá sviluppate in laboratorio. Dalla discussione origineranno domande sulla teoria e sui concetti presentati a lezione. - L'esame è tenuto per appuntamento in data concordata con lo studente via email (giuliano.boella@unimib.it).

Vai al sito web del corso

Approfondimenti

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redazioneweb@disco.unimib.it - ultimo aggiornamento di questa pagina 28/03/2011