Telecomunicazioni. Progetto 100 classi. Introduzione Controllo e regolazione Dimostrazione delle onde elettromagnetiche

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Baldassare Nigro
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1 Telecomunicazioni Introduzione Controllo e regolazione Dimostrazione delle onde elettromagnetiche Qui con l aiuto di foto panoramiche QuickTime potete farvi un idea generale della mostra! Il campo delle telecomunicazioni abbraccia tutte le tecniche e i metodi di scambio e distribuzione delle informazioni a qualunque distanza. Un trasmettitore a un'estremità può codificare una quantità di informazioni e convertirle in segnali ottici o elettrici che trasmette a un ricevitore all'altra estremità; questo poi converte di nuovo i segnali nella loro forma originale. Stazione telegrafica ottica, intorno al 1800 Nella rete urbana, attraverso la telefonia analogica, si attuano la trasformazione delle onde sonore della voce con l aiuto di un microfono, la trasmissione - di solito attraverso un cavo di rame-, la riconversione nell auricolare del ricevitore. Qui il linguaggio parlato funge da codice. Un centralino provvede affinché venga stabilito un collegamento proprio con l interlocutore desiderato. Sei tavole forniscono una breve storia delle telecomunicazioni, dall'uso antico della segnalazione con il fuoco e della meccanica telegrafica introdotta subito dopo la Rivoluzione francese, ai sistemi multifunzionali computerizzati. Un pannello luminoso illustra il percorso e i processi che un messaggio segue dal mittente al destinatario: conversione e codificazione dei segnali, trasmissione via cavo o via radio, commutazione, così come decodificazione e riconversione. La mostra è progettata intorno a questi argomenti, ciascuno dei quali è esposto cronologicamente. Video e sistemi d'informazione interattivi offrono ulteriori spiegazioni. Nella galleria vi sono terminali di vario genere. Da un lato si trova l'apparecchiatura usata per la trasmissione dei testi, che include anche il primo telegrafo elettrico ancora oggi integro - costruito da Soemmerring nel , un dispositivo di codice Morse, un terminale del telex e un personal computer. Di fronte è illustrata la storia della telefonia a partire dall'apparecchio costruito da Philipp Reis nel 1861 e Alexander Graham Bell nel L'apparecchiatura che unisce più funzioni, quale il videotelefono e il terminale multimediale, contrassegna la conclusione di questa sezione. ITIS A. Meucci IV B Liceo Leonardo da Vinci III B e IV B 1

Un trasmettitore a un'estremità può codificare una quantità di informazioni e convertirle in segnali ottici o elettrici che trasmette a un ricevitore all'altra estremità; questo poi converte di nuovo

2 Sono raggruppati intorno alla galleria parecchi dispositivi che sono stati necessari per stabilire la comunicazione. I cavi telefonici e i cavi a banda larga, che usano i fili di rame e le fibre di vetro, illustrano alcune delle proprietà e delle applicazioni dei differenti elementi che portano il segnale. Un altro mezzo di trasmissione è tramite le onde radio. La ricostruzione di un esperimento effettuato nel 1887 da Heinrich Hertz dimostra le proprietà delle onde elettromagnetiche nello spazio libero. Svariate radiotrasmittenti sono la prova dell'uso molto diffuso della telegrafia senza fili. L'introduzione dei circuiti per mezzo delle valvole, nel 1913, ha poi permesso tecnicamente ed economicamente di sviluppare i sistemi radiofonici di broadcasting e di telefonia. Ulteriori sviluppi hanno condotto alle telecomunicazioni via satellite e ai servizi di telefonia mobile. Radiotrasmettitore di A. Meissner con valvole di Lieben per la trasmissione del suono, 1913 Alla radiodiffusione, cioè alla radio e alla televisione, è dedicata una specifica sezione. Nelle radio la qualità del suono migliora quando la valvola inizia a ricollocare il rilevatore di cristalli nei ricevitori e i portatori di VHF gradualmente prendono il posto delle onde lunghe. Modello di stazione riceventeterra Raisting, 1964 Al principio le immagini della televisione sono state esplorate e riprodotte meccanicamente, grazie al "disco di Nipkow". Le innovazioni tecniche importanti hanno condotto poi allo sviluppo degli apparecchi elettronici telericeventi e della televisione a colori. L'introduzione dei componenti a semiconduttore e delle tecniche di registrazione ha visto l'aumento della produzione di massa, che si è servita tradizionalmente delle invenzioni significative, come il cilindro di Edison, il nastro magnetico, il CD ed il video, facendo fiorire l elettronica da intrattenimento, in particolare nella videotecnica. Telecamera per televisione a colori, 1967 ITIS A. Meucci IV B Liceo Leonardo da Vinci III B e IV B 2

Un altro mezzo di trasmissione è tramite le onde radio. La ricostruzione di un esperimento effettuato nel 1887 da Heinrich Hertz dimostra le proprietà delle onde elettromagnetiche nello spazio libero.

3 Le telecomunicazioni non comprendono solo lo scambio di informazioni tra le persone, ma anche tra le macchine. L'ingegneria si occupa del controllo e dell'impiego di attrezzature quali gli impianti dell'aria condizionata o le reti di alimentazione. La relativa storia può essere seguita di nuovo nei sistemi antincendio che sono stati sviluppati nel 1850, intorno allo stesso periodo del telegrafo elettrico. Nella sezione successiva sono esaminati, i principi basilari dei processi che avvengono nei trasmettitori, lungo il percorso di trasmissione, e nelle riceventi. Seguono poi modulazione del segnale, conversione analogica- digitale, codifica e funzionalità. La parte finale della mostra esamina la tecnologia di collegamento e le reti di comunicazioni. Cominciando con gli scambi tra telefoni pubblici e privati e culminando nella rete digitale di sistemi integrati (ISDN), ne vengono descritti gli sviluppi, in cui è evidente l aumento della fusione delle precedenti tecnologie di comunicazione in un sistema globale di telecomunicazioni. Diorama sull ambiente delle telecomunicazioni Sistema digitale di telecomunicazione privata,1989 ITIS A. Meucci IV B Liceo Leonardo da Vinci III B e IV B 3

La relativa storia può essere seguita di nuovo nei sistemi antincendio che sono stati sviluppati nel 1850, intorno allo stesso periodo del telegrafo elettrico.

4 Telecomunicazioni Introduzione Controllo e regolazione Dimostrazione delle onde elettromagnetiche Regolatore di temperatura Caldaia Termostato RAK , Landis & Gyr, Italia, 1989 Il termostato verifica e controlla generatori di calore, caldaie e scambiatori termici. Il regolatore elettronico a due fasi funziona con sensori capillari liquidi. Caldaia Regolatore di temperatura RAK , Landis & Gyr, Italia 1989 Il regolatore di temperatura viene usato per la regolazione del generatore di calore. Esso funziona con un sensore capillare liquido. Termostato digitale, SIGMAGYR ECO Landis & Gyr,1984 Guida di comando con aiuto di testo in chiaro. Come funzione aggiuntiva, il termostato può anche essere programmato per il funzionamento ottimale. ITIS A. Meucci IV B Liceo Leonardo da Vinci III B e IV B 4

Caldaia Regolatore di temperatura RAK 51.4271, Landis & Gyr, Italia 1989 Il regolatore di temperatura viene usato per la regolazione del generatore di calore.

5 Telecomunicazioni Introduzione Controllo e regolazione Dimostrazione delle onde elettromagnetiche Esperimento sulla dimostrazione delle onde elettromagnetiche Negli esperimenti eseguiti tra il 1886 e il 1888, al fisico Heinrich Hertz riuscì di dimostrare sperimentalmente le onde elettromagnetiche, la cui esistenza era stata anticipata nel 1864 da James Clerk Maxwell nella sua teoria del campo elettromagnetico. Le proprietà delle onde elettromagnetiche esaminate e descritte da Hertz costituiscono il fondamento della radiotecnica. Le prove con i trasmettitori di twin-spark, cominciate nel 1894, hanno permesso la trasmissione senza fili dei segnali di telegrafia, poi sviluppata da Guglielmo Marconi, il quale fece scalpore con le sue trasmissioni di segnali attraverso il Canale di Bristol (1897) e l'atlantico (1901). Ricostruzione dell esperimento per la classificazione delle proprietà delle onde elettromagnetiche secondo Heinrich Hertz, 1888 Scala 1:7 La bobina di induzione a sinistra produce un alta tensione. Ciò causa uno scarico periodico della scintilla fra le sfere montate al fuoco del riflettore parabolico cilindrico a sinistra. Le onde elettromagnetiche sono emesse dal dipolo sferico e sono propagate verso l'antenna del ricevente. L'effetto ad arco al dipolo nel piatto destro indicò a Hertz che le onde elettromagnetiche erano state ricevute. Nel nostro esperimento, gli effetti elettrici possono essere visti sull'oscilloscopio ed essere sentiti tramite l'altoparlante. Lo schermo di polarizzazione rotabile nel mezzo della messa a punto sperimentale, permette che le onde passino unidirezionalmente quando è orientato in posizione perpendicolare alla linea focale. ITIS A. Meucci IV B Liceo Leonardo da Vinci III B e IV B 5

elettromagnetico. Le proprietà delle onde elettromagnetiche esaminate e descritte da Hertz costituiscono il fondamento della radiotecnica.

6 Heinrich Hertz n. Amburgo 22 Febbraio 1857 m. Bonn 1 Gennaio 1894 Con i suoi esperimenti ha dimostrato la natura elettromagnetica della luce e ha aperto la strada alla radiotecnica. Traduzione italiana Ringraziamo per aver curato la traduzione italiana del testo le classi: IV B Telecomunicazioni dell ITIS A. Meucci di Roma, seguita dai professori Flavio Ferrari e Maria Venditti III B e IV B del Liceo Scientifico Statale Leonardo da Vinci di Acquapendente (Viterbo), seguite dalla prof.ssa Tiziana Andreola L attività è stata svolta nell anno per il Progetto 100 classi, nel quadro del programma di collaborazione tra il Deutsches Museum e l Ufficio Scolastico Regionale per il Lazio. ITIS A. Meucci IV B Liceo Leonardo da Vinci III B e IV B 6

Meucci di Roma, seguita dai professori Flavio Ferrari e Maria Venditti III B e IV B del Liceo Scientifico Statale Leonardo da Vinci di Acquapendente (Viterbo), seguite dalla prof.

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