Ad Ali Spiegate, rassegna di incontri scientifico-divulgativi

Cari amici, questo mese ritorna Ad Ali Spiegate, la nostra rassegna di incontri scientifico-divulgativi, giunta alla sua terza edizione. Quest'anno vi proponiamo una serie di serate dedicate alla storia e all'evoluzione dell'elettronica, partendo dai motori elettrici, passando dai transistor e approdando infine alle tecnologie più recenti. Iniziamo domani sera, mercoledì 6 dicembre, dalle ore 21 alCentro Civico San Rocco (Via D'Annunzio 35, Monza). Non perdeteveli! (Per il sempre gradito feedback o qualsiasi domanda, cliccate qui)

Di seguito gli abstract delle prime tre serate, tenute da Bernardo Diego Galmuzzi

6/12 - Il genio di Galileo Ferraris: la storia e lo sviluppo dei motori elettrici Galileo Ferraris, scienziato piemontese vissuto nella seconda metà del XIX secolo, dedicò la sua attività di ricerca nel campo dell’elettrotecnica e della trasmissione a distanza dell’energia. Nel 1885 scoprì il campo magnetico rotante, fenomeno fisico alla base del funzionamento del motore elettrico asincrono. Alimentato in corrente alternata, e detto asincrono a causa della differenza di velocità tra il rotore ed il campo magnetico rotante, il nuovo motore (e le sue possibilità di sviluppo) generarono subito interesse, ma anche un conflitto sulla sua paternità - tra lo stesso Ferraris e non altri che Nikola Tesla. Dalla morte del suo inventore fino ad oggi sono state introdotte molte nuove tipologie di motori elettrici, adatti alle applicazioni più diverse. Ne sono degli esempi i motori sincroni in corrente alternata e, nel campo dei motori alimentati in corrente continua, i motori con spazzole, senza spazzole (brushless) ed i motori passo-passo. Per spiegarne in breve il funzionamento: tutti i motori elettrici hanno in comune il fatto di essere composti da una parte fissa (lo statore), e da una parte mobile (il rotore). Il moto del rotore attorno al proprio asse è dovuto alla forza magnetica dovuta all’interazione tra il campo magnetico generato dallo statore con il campo magnetico che si origina nel rotore. Regolando opportunamente le correnti elettriche che generano i campi magnetici di statore e di rotore, è possibile di conseguenza controllare e regolare la velocità ed il verso di rotazione del rotore.

15/12 - Dal primo transistor ai moderni chip: l’evoluzione dell’elettronica Tablet, smartphones, ma anche telecamere, macchine fotografiche e forni a microonde: tutto ciò è stato reso possibile solo grazie all’evoluzione della moderna elettronica. Stiamo parlando insomma dei transistor. Messo a punto già nel 1947, il transistor sfrutta la possibilità di controllare una corrente elettrica che scorre tra due componenti, grazie ad una corrente (più debole) applicata ad un terzo elemento. Antenate del transistor furono le valvole a triodo (risalenti al 1907), congegni che, pur avvicinandosi nel loro funzionamento al futuro transistor, non potevano consentire le possibilità di miniaturizzazione garantite dal loro successore (erano, di base, dei tubi di vetro dentro cui era creato il vuoto – provateci voi a ficcare una roba del genere nel vostro telefono). I transistor ridussero le dimensioni ed aumentarono l'efficacia dei calcolatori elettronici, finché – perfezionamento dopo perfezionamento – nel 1958 John Kilby potè realizzare il primocircuito integrato: un insieme di transistor incapsulati in un unico componente. A quel punto, fu possibile a Federico Faggin ridurre ulteriormente le dimensioni delle unità elettroniche, creando nel 1971 il primo microprocessore. Pur notevoli, questi sono comunque esempi di elettronica analogica, cioè elettronica che sfrutta segnali elaborati in modo contino nel tempo. La quasi totalità dei congegni elettronici in uso oggi sfrutta segnali discontinui e ottenuti con due soli livelli di tensione, è l'elettronica digitale: on/off, uno/zero, flip/flop. Con l’avvento dei software e dei moderni linguaggi di programmazione sono poi comparsi sviluppi via via più articolati e complessi dei microprocessori, dai microcontrollori fino ai FPGA (Field Programmable Gate Arrays), fino ad arrivare alle apparecchiature contemporanee, il numero di transistor nei cui circuiti ha ormai sorpassato i miliardi.

22/12 - La corsa verso le basse temperature: la superconduttività La superconduttività è un fenomeno che si manifesta a temperature prossime allo zero assoluto. A temperatura ambiente, come possiamo tranquillamente vedere, un metallo manifesta resistenza al passaggio della corrente elettrica in esso. Raffreddando un metallo fino a renderlo superconduttivo, la sua resistenza elettrica diminuisce bruscamente, fino ad annullarsi – con conseguenze vantaggiose facilmente immaginabili (“Illimitato potere!!!” per citare l'illuminante sen. Palpatine). Sfortunatamente, per raggiungere temperature così basse è stato prima necessario compiere enormi progressi tecnico-scientifici in ambito termologico. In un notevole esempio di come la curiosità scientifica abbia preceduto – di secoli addirittura -  l'applicazione tecnica – diversi scienziati si susseguirono nell'esplorare il comportamento dei gas alle basse temperature, iniziando dal chimico scettico Boyle (XVII sec), che per primo elaborò una legge sul comportamento dei gas al variare della temperatura, e arrivando a Kamerlingh Onnes, che nel 1908 riuscì ad ottenere la liquefazione dell'elio. Questo fenomeno, possibile solo entro i 4 gradi sopra lo zero assoluto, consentì ad Onnes studi prima impossibili, come quello sulle proprietà elettriche dei metalli. Altro fenomeno delle basse temperature è l'effetto Meissner: il campo magnetico viene espulso da un materiale superconduttore, ma la diminuzione del campo magnetico interno comporta un incremento dell’intensità del campo magnetico esterno, producendo quindi lalevitazione magnetica. La scoperta della superconduttività non ha tardato a produrre i suoi frutti (tecnologici), come i dispositivi SQUID, impiegati in ambito medico all'interno di dispositivi in grado di misurare debolissimi campi magnetici - come quelli prodotti dallo stomaco o dal cuore.

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