Esistono 13 componenti elettronici di base e molti di essi comprendono delle sottocategorie. In questo articolo ne parleremo tutti e tredici. Inizialmente i componenti elettronici si suddividono in due categorie: passivi e attivi. Come spiega Wikipedia, “un componente elettronico è qualsiasi dispositivo discreto di base o entità fisica in un sistema elettronico utilizzato per influenzare gli elettroni o i campi a essi associati”.

 

I 13 tipi di componenti sono:

1. Interruttori

2. Resistori

3. Condensatori

4. Transistor

5. Diodi

6. Induttori

7. Relè

8. Batterie

9. Interruttori automatici

10. Motori

11. Fusibili

12. Trasformatori

13. Circuiti integrati

 

Gli interruttori accendono e spengono le correnti elettroniche o le indirizzano attraverso altri circuiti - con varianti come interruttori a bilanciere, pulsanti, a levetta e le varie opzioni di poli e vie - di interruttori ce ne sono davvero tanti. Esistono due varianti - meccanica ed elettrica - ed entrambe possono essere impiegate nella realizzazione di componenti elettronici. Gli interruttori hanno 2 caratteristiche principali: la tensione, che valuta la tensione massima che può essere applicata prima che si verifichino cortocircuiti e archi elettrici, e la potenza, che stabilisce la potenza massima che un componente può gestire durante il funzionamento - solitamente misurata in Volt Ampere (VA) o Watt.

 

Resistori controllano la tensione in un circuito, misurata in Ohm, e il valore della resistenza può essere determinato dalle strisce colorate presenti sul resistore. Esistono numerosi tipi di resistori, tra cui quelli a filo avvolto, a montaggio superficiale, variabili, metallici, a film spesso e a film sottile. Come spiega Wikipedia, “un resistore è un componente elettrico passivo a due terminali che implementa la resistenza elettrica come elemento di circuito. Nei circuiti elettronici, i resistori sono utilizzati per ridurre il flusso di corrente, regolare i livelli di segnale, dividere le tensioni, polarizzare gli elementi attivi e terminare le linee di trasmissione, tra gli altri usi”.

 

I condensatori immagazzinano elettricità che può essere utilizzata se la tensione in un circuito diminuisce. I condensatori erano anche chiamati condensatori elettrici. A differenza dei resistori, i condensatori non dissipano grandi quantità di energia e il condensatore ideale non ne perderebbe affatto. I vasi di Leida furono i primi condensatori, creati nel 1746. Ogni condensatore ha 2 conduttori separati da una zona non conduttiva. Possono essere carichi o scarichi e vengono misurati in farad (F) e nelle sue varianti pico (pF) e nano (nF).

 

I primi transistor furono creati nel 1947 presso i Bell Labs e valsero il Premio Nobel per la Fisica del 1956 a John Bardeen e Walter Brattain. Tre anni dopo, il MOSFET (transistor a effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore) fu anch'esso inventato presso i Bell Labs da Mohamed Atalla insieme a Dawon Kahng. Il MOSFET è il transistor più diffuso oggi ed è diventato il mattone fondamentale dell'elettronica moderna. Curiosamente, la parola transistor è una contrazione di transresistance. Il componente ha sostituito il tubo catodico (valvole termoioniche) nella maggior parte dei casi, poiché era più piccolo, più resistente al calore e richiedeva meno energia.

 

I diodi indirizzano l'elettricità permettendole di scorrere in una direzione ma bloccandola nell'altra. Hanno un'alta resistenza in una direzione (quella bloccata) e una bassa resistenza nell'altra. Queste direzioni sono note come diretta (per la resistenza bassa o nulla) e inversa per quella bloccata (o con alta resistenza). I primi diodi erano dispositivi a tubo a vuoto e si sono evoluti in una varietà di diodi diversi a seconda dell'uso per cui erano necessari. Diodi termici, a semiconduttore, a cristallo, a valanga, laser e il ben noto LED (diodo a emissione di luce) sono solo alcuni dei tipi di diodi esistenti.

 

Gli induttori immagazzinano energia quando una carica elettrica attraversa un campo magnetico. Sono componenti elettronici a due terminali. Come delineato nella legge dell'induzione di Faraday, qualsiasi variazione nell'ambiente magnetico di una bobina di filo provoca l'"induzione" di una tensione (fem) nella bobina. Utilizzati soprattutto in apparecchiature CA e radio, in questi casi consentono il passaggio della corrente continua bloccando quella alternata.

 

I relè sono interruttori azionati elettricamente, utilizzati originariamente nel sistema telegrafico. Data la natura on/off dei relè, essi furono adattati ai primi computer, oltre che al telefono. Venivano utilizzati per le operazioni logiche nei computer poiché funzionano essenzialmente secondo un metodo binario di 1 e 0. “Un semplice relè elettromagnetico è costituito da una bobina di filo avvolta attorno a un nucleo di ferro dolce (un solenoide), un giogo di ferro che fornisce un percorso a bassa riluttanza per il flusso magnetico, un'armatura di ferro mobile e uno o più set di contatti,” osserva Wikipedia.

 

Le batterie immagazzinano ed erogano elettricità - quelle ricaricabili possono farlo più di una volta. Le batterie sono disponibili in diverse dimensioni e utilizzano metalli diversi, dallo zinco all'ossido d'argento fino al litio. Sono inoltre piuttosto versatili: sono state utilizzate batterie sulla Luna e sul fondo dell'oceano.

 

Gli interruttori automatici, come suggerisce il nome, servono a interrompere i circuiti. In sostanza, gli interruttori automatici funzionano come interruttori che controllano il flusso di corrente elettrica. Questa protezione del circuito elettrico daThomas Edison brevettò un fusibile nel 1890 come parte del suo sistema di distribuzione elettrica sovraccarico di corrente o cortocircuito si differenzia da un fusibile, che può essere utilizzato una sola volta. Gli interruttori automatici possono essere ripristinati e hanno quindi una durata molto più lunga, riducendo i costi. Thomas Edison fu coinvolto nello sviluppo dei primi interruttori automatici. “Gli interruttori automatici sono classificati sia in base alla corrente normale che devono trasportare, sia in base alla massima corrente di cortocircuito che possono interrompere in sicurezza. Quest'ultimo valore è la capacità di interruzione in ampere (AIC) dell'interruttore.” 

 

I motoriconvertono l'energia elettrica in energia meccanica (altri tipi di motori convertono altre forme di energia). Il processo coinvolge  l'interazione tra campi magnetici e conduttori percorsi da corrente, e fu delineato per la prima volta nel 1821, venendo poi sviluppato per tutto il XIX secolo. Più efficiente è il processo, meno kilowatt sono necessari per farli funzionare. 

 

I fusibili servono a proteggere i circuiti elettrici dal sovraccarico e sono fili o strisce metalliche monouso. Sono realizzati con metalli come argento, rame, zinco e alluminio, che presentano una resistenza prevedibile. Utilizzati al posto degli interruttori automatici, i fusibili sono i più antichi dei due e furono sviluppati per proteggere i primi sistemi telegrafici dai fulmini. Thomas Edison brevettò un fusibile nel 1890 come parte del suo sistema di distribuzione elettrica.

 

I trasformatori trasferiscono energia elettrica da un circuito elettrico a un altro (e anche a più circuiti). L'induzione elettromagnetica fu sviluppata da Faraday e da altri. La bobina a induzione fu il primo trasformatore prodotto in serie, costruito in Irlanda nel 1836, cinque anni dopo che Faraday aveva delineato la fem e l'induzione. Il team ZBD, composto da Károly Zipernowsky, Ottó Bláthy e Miksa Déri presso la Ganz Works in Ungheria, rivoluzionò i trasformatori costruendo la prima unità completamente chiusa.

 

I circuiti integrati o microchip sono insiemi di circuiti elettrici racchiusi in un piccolo materiale semiconduttore. Le dimensioni molto ridotte e la capacità di “produzione di massa, l'affidabilità e l'approccio modulare alla progettazione dei circuiti hanno garantito la rapida adozione di IC standardizzati al posto dei progetti che utilizzano transistor discreti. Gli IC sono oggi utilizzati praticamente in tutte le apparecchiature elettroniche e hanno rivoluzionato il mondo dell'elettronica. Computer, telefoni cellulari e altri elettrodomestici digitali sono ormai parti inscindibili della struttura delle società moderne, resi possibili dalle dimensioni ridotte e dal basso costo degli IC”.

 

Esistono due tipi fondamentali di circuiti integrati, analogici e digitali. Gli IC analogici sono circuiti integrati che operano nel dominio analogico (amplificatori, regolatori di tensione, ecc.). Gli IC digitali comprendono invece porte logiche, microcontrollori e microprocessori.

 

I microcontrollori sono piccoli computer su un chip di circuito integrato a semiconduttore metallo-ossido, utilizzati in dispositivi remoti come apparecchiature mediche, telecomandi, elettrodomestici e altri dispositivi integrabili. Collegati al transistor, i microcontrollori sono un altro componente elettronico soggetto alla Legge di Moore. Creati per la prima volta all'inizio degli anni '70, i transistor MOS (come sono noti anche i microcontrollori) sono utilizzati per un'ampia gamma di prodotti. Tuttavia, la possibilità di preprogrammare gli MCU consente alla produzione di ridurre i costi, poiché possono essere realizzati in serie.

 

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