Prova scritta di Esperimentazioni II del

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1 Prova scrtta Espermentazon II el Un amplcatore a transstor ha lo schema presentato n gura. Calcolare la tensone el collettore Vc, sapeno che l transstor ha un h FE 0. Calcolare la potenza sspata al transstor. Ic 00 R VR 0,7mA Ib N907AUA R k U Vc BT V SOURCE CURRENT Soluzone: Il generatore corrente a passare 0,7 ma entro la base, questa corrente provoca una corrente Ic : Ic h Ib 0 0,7 84mA FE Questa corrente, passano entro alla resstenza R a 00Ω provoca una cauta tensone a suo cap V R Conserano la magla collettore s ha: La potenza sspata al transstor è 8,4V Vc VR a cu Vc 8,4 3,6V P Vc Ic 3,6 0,084 0,30W S è trascurata la sspazone ella gunzone base emetttore che, per un transstor al slco n conuzone (V BE 0,65V) vale: P Base 0,65 0, , W

2 Prova scrtta Espermentazon II el S vuole osservare l ettaglo una stampa con una lente ngranmento stanza ocale par a 0 cm. Se la stanza ra l oggetto e la lente è tale che l mmagne s orm al punto prossmo normale (5 cm), quale è l ngranmento trasversale che c s aspetta? Soluzone: Rcoramo la ormula ella lente sottle stanza oggetto - lente stanza mmagne lente s ha a cu 5 5 3,5 0 l ngranmento è: I 3, 5

3 Prova scrtta Espermentazon II el Un oggetto è posto a una stanza,4 m a uno schermo osservazone e una lente stanza ocale è posta ra l oggetto e lo schermo n moo che sullo schermo s orm un mmagne reale ell oggetto. Se la lente è avvcnata, m allo schermo, su questa s orma un altra mmagne reale ell oggetto. a) Quale era la poszone ella lente prma che vensse spostata? b) Quanto vale la stanza ocale ella lente? q,m q schermo p q,4 m p q p q q q p p,4,, s può scrvere nuovo la ormula ella lente per la lente spostata e sosttueno s ha l sstema: p q rsolveno l sstema: p, q p q,4, p 0,6m e q,8m rcorano ancora la ormula ella lente sottle:,8 0,6 s rcava l uoco ella lente 0,45m

4 Prova scrtta Espermentazon II el Dato l crcuto n gura calcolare la VCE prma e opo la chusura ell nterruttore sapeno che l h FE (o β F ) el transstor è k R R R4 C k S R3 5k 0k B E Vce VccV Conserazon: La tensone Vcc è la tensone almentazone el crcuto sa ella magla che comprene la R 4, collettore e emttore el transstor, sa el crcuto base che comprene R 3, R, R. Il crcuto può qun essere segnato nel seguente moo: Ic V S 00k R3 R 5k R4 R Ib C 0k B Va E k Vce V Fg. Se l nterruttore è chuso s ha l cortocrcuto ella resstenza R 3 e la tensone Va rsulta essere zero, non passa corrente entro la base Ib 0 e conseguenza non passa corrente ra collettore e emttore el transstor perché Ic Ibh FE. Non passa corrente nella resstenza R 4. La cauta tensone a cap R 4 è zero. La tensone Vce è uguale a V. Se l nterruttore è aperto s eve, per conoscere la corrente Ic, calcolare prma la corrente Ib. Per l calcolo questa corrente è utle applcare l teorema Thevenn ra punt B E. Taglo ra B E, l crcuto che rmane è n g. e esso potrà essere sosttuto a un generatore Veq e Req n sere.

5 Prova scrtta Espermentazon II el k R R V 0k B R3 5k Va E Veq Fg. La Veq è uguale a Va perché ho eettuato l taglo B E e entro alla resstenza R non passa corrente Veq 5,4V Req 0 30kΩ S sosttusce al crcuto g. l suo equvalente Thevenn e lo s collega alla restante parte. S ottene l crcuto g. 3 Ic,4V R4 Ib C 30k B Vbe E k Vce V Fg. 3 Calcolo la Ib rcorano che alle caratterstche el transstor la tensone Vbe el transstor n cu la base conuce vale sempre 0,6 0,7V:,4 0,7 Ib 0,056mA 30 Aveno l transstor h FE β F 00 s rcava la Ic Ic 0, ,66mA La cauta tensone a cap ella resstenza R 4 è VR 4 5,66 5,66V La Vce rsulta: Vce 5,66 6,34V

6 Prova scrtta Espermentazon II el Le bas un clnro vetro ( n,54 ) sono perpencolar alla superce laterale. Mostrare che un raggo lumnoso, entrante a una base secono un angolo qualunque, subsce sempre rlessone totale quano nce sulla superce nterna el clnro. Assumere che l clnro s trov n ara. Cosa succee se l clnro è mmerso nell acqua? π/ - r r Dato un angolo ncenza sulla base, l'angolo rrazone r sara' ato alla legge Snell. L'angolo massmo rrazone (r max ) corrspone a un angolo ncenza π/. A r max corrspone l mnmo angolo ncenza sulla parete laterale (alla gura rsulta natt π/ - r) r max arcsen (/.54) 40,54 π/ r max 49,5 > θ lm rlessone totale Per angol ncenza sulla base mnor π/ l'angolo ncenza sulla parete laterale sara' ancora pu' grane e qun a maggor ragone l raggo non uscra' al clnro. Con l clnro mmerso n acqua (n,33):,33 sen π/,54 sen r max sen r max 0,86 r max 59,39 la mnma ncenza sulla superce laterale el clnro è π/ r 30,68 <θ lm l raggo esce al clnro

7 Prova scrtta Espermentazon II el Se l angolo al vertce un prsma è 70, quale è l angolo mnmo ncenza che un raggo eve avere per poter emergere all altra acca se n,58? 70 π/ 70 sen,58 sen,58 sen arcsen 39, 3, ,3 30,7 sen 0,5 sen 0,8 53,8

8 Prova scrtta Espermentazon II el L amplcatore a emttore comune ha una tensone ngresso composta a una tensone contnua 3V con sovrapposta una tensone snusoale 0,5V (valore massmo) e una requenza 5kHz. Sapeno che l h FE ( β F ) I C / I B 00 e che h e (β 0 ) C / B 0, calcolare: - la corrente el punto unzonamento (corrente contnua a rposo senza segnale), - l guaagno A V Vo /V per l segnale snusoale - la ase ra la tensone snusoale ngresso e quella uscta. L 0,8mH R 3k C 50000p v 3 0,5senwt R 47k Ib Ic U Vo VCC V Soluzone: Sul collettore el transstor è collegato un crcuto rsonante parallelo che rsuona su una requenza: ω LC π LC π , kHz coè l eetto el conensatore e nuttanza s annullano per le tenson alternate snusoal 5kHz, mentre per le tenson contnue l nuttanza s comporta come un corto crcuto. Rcavamo la corrente contnua Ic che passa nel collettore el transstor ovuta alla tensone contnua applcata all ngresso el crcuto che genera nella base una 3 0,7 5 corrente I B I B 4,89 0 A Aveno conserato 0,7V la cauta tensone ra base e emttore el transstor. La corrente contnua Ic è ata a: I I h 4, C B FE 4,89mA La corrente b ovuta alla componente snusoale sovrapposta alla contnua vale: b 0, , A

9 Prova scrtta Espermentazon II el e la corrente c, c,7ma La tensone Vo n assenza el segnale è V come l generatore Vcc. La tensone alternata v c sarà ata a: v, ,8V perché la cauta tensone Vo è uguale alla cauta tensone a cap ella resstenza R esseno la battera Vcc una tensone contnua e una varazone tensone comporta una stessa varazone sul collettore. L amplcazone el segnale a amplcare, che è l rapporto ra la tensone snusoale uscta v 0 e la tensone snusoale ngresso è ato: A v 3,8 0,5 C V v 7,64 L amplcazone corrente è ata (ma non rchesta al problema):,06 0,7 0 5 A I c 3 b La ase, ra tensone ngresso e uscta, ( non esseno nel crcuto nsert component reattv, perché a 5 khz s annullano) è: ϕ 80 0

10 Prova scrtta Espermentazon II el Una lente convergente smmetrca R R 50cm è atta vetro con nce rrazone,5. Essa è mmersa n acqua ( n,33) o n ara ( n ) cas la stanza ocale.. Calcolare ne ue Soluzone: R R 0,5 0,5 ( n ) 0,5 a cu 0,5m n n n R R 0,3 0,5 0,5 0,5 a cu,9m

11 Prova scrtta Espermentazon II el Voglo otograare una persona alta,75m su una pellcola 4 x 36mm, con una macchna otograca l cu obettvo ha stanza ocale 50mm. In un prmo tempo tengo la macchna otograca vertcale e resco a ar stare nella otograa tutta la persona. Po però voglo tenere la macchna orzzontale: D quanto evo ar allontanare la persona perché l mmagne sa nuovo completa? Soluzone: Il rapporto menson ra l mmagne e la persona è g g 0,036,75 Con g mensone pellcola e g altezza persona, ma questo rapporto è uguale al rapporto ra oggetto obettvo ( ) e mmagne obettvo ( ). Rcorano la ormula elle lent sottl s ha: 0,05 0,036,75 a queste ue equazon rcavo la stanza a cu s eve trovare la persona alla macchna otograca e s ottene,34m Se l mmagne eve stare n 4mm evo rscrvere le equazon sopra sosttueno le nuove menson ' ' 0,05 ' ' 0,04,75 e rcavo che la nuova stanza rsulta evo ar allontanare la persona : ' 3,70m,m