Segnale Sinusoidale
Imparare l'elettronica attraverso la sperimentazione e la simulazione al computer.
a cura del prof. Mauro Arcangeli
Learn electronics through experimentation and computer simulation.
Il segnale sinusoidale
Operare in regime sinusoidale in elettronica significa lavorare con segnali o circuiti che seguono la forma d'onda di una sinusoide. Una sinusoide è una curva matematica che rappresenta un tipo specifico di oscillazione periodica.
In un regime sinusoidale, le grandezze elettriche come tensione e corrente variano secondo una legge sinusoidale nel tempo. Questo tipo di operazione è molto comune in elettronica e nell'analisi dei circuiti, specialmente quando si trattano segnali alternati (AC) anziché segnali continui (DC).
Alcuni concetti chiave legati all'operare in regime sinusoidale includono:
Frequenza: La frequenza del segnale sinusoidale indica il numero di cicli completati in un secondo ed è misurata in Hertz (Hz).
Periodo: Il periodo di una sinusoide è la lunghezza di tempo necessaria affinché la sinusoide compia un ciclo completo. In altre parole, rappresenta la durata di un singolo ciclo dell'oscillazione sinusoidale. Il periodo è indicato dalla lettera T e si misura in unità di tempo come secondi (s).
Matematicamente, il periodo (T) di una sinusoide è inversamente proporzionale alla sua frequenza (f). La relazione tra periodo e frequenza è espressa dalla seguente formula:
T=1/F
Dove:
T è il periodo in secondi,
F è la frequenza in Hertz (Hz).
In sostanza, se si conosce la frequenza di una sinusoide, si può calcolare il periodo e viceversa utilizzando la relazione inversa.
T=1/F (secondi)
F=1/T (Hertz)
Un'alta frequenza corrisponde a un periodo breve, mentre una bassa frequenza corrisponde a un periodo lungo.
Ampiezza: L'ampiezza rappresenta l'altezza massima della sinusoide, misurata in unità come Volt (V) o Ampere (A).
Fase: La fase indica l'angolo di avanzamento o ritardo rispetto a un punto di riferimento nella sinusoide.
Valore efficace: Il valore efficace di un segnale sinusoidale è il valore di una tensione o corrente continua che produce la stessa potenza in una resistenza, ed è pari al valore massimo della sinusoide diviso la radice di 2.
Veff=VMax/1.4142
L'analisi in regime sinusoidale semplifica notevolmente la risoluzione di circuiti elettronici grazie alle proprietà matematiche ben definite della sinusoide.
In ambiente MicroCap il generatore sinusoidale si può trovare seguendo il percorso mostrato dall'immagine seguente:
Una volta selezionato il generatore sinusoidale e piazzato sull'area di disegno, si aprirà automaticamente una finestra dove andranno impostati i parametri del segnale. Prima di tutto si seleziona dall'elenco a destra il tipo di generatore, normalmente di tipo General . Nella parte bassa abbiamo le caselle per impostare Ampiezza A, l'offset DC la frequenza F e la fase PH, come visibile nell'immagine seguente:
Una volta impostati i parametri si può plottare il segnale per verificare se risponde alle caratteristiche desiderate, basta cliccare sul tasto plot... evidenziato in rosso nell'immagine seguente:
Se il segnale risponde alle caratteristiche desiderate si clicca su OK ed i parametri del generatore verranno confermati. Se servirà apportare modifiche, la finestra delle impostazioni si può riaprire facendo un doppio clic sul generatore.
