Testo n. 0 - Cognome e Nome:
UNIVERSIT `A DEGLI STUDI DI PISA - FACOLT `A DI INGEGNERIA
INGEGNERIA AEROSPAZIALE: CORSO DI FISICA GENERALE II E ELETTRONICA Prova n. 5 - 28/04/2012
1) Nel circuito di figura R1 = 55.4 kΩ, R2 = 32.1 kΩ, R3 = R4 = R2/2, i diodi sono ideali e la tensione di Zener del diodo Zener vale Vz = 8.24 Volt. La tensione di ingresso Vin varia tra un minimo di −2Vz e un massimo di Vz. Determinare l’escursione a vuoto, in volt, della tensione di uscita Vout (differenza tra il valore massimo e quello minimo).
A 0 B 2.44 C 4.24 D 6.04 E 7.84 F 9.64
2) Nel caso del problema precedente (1), determinare la potenza, in µW, dissipata dal diodo Zener quando la tensione di ingresso vale Vin= Vz.
A 0 B 199 C 379 D 559 E 739 F 919
3) Nel caso del problema (1), determinare la potenza, in µW, dissipata dal diodo Zener quando la tensione di ingresso vale Vin= −2Vz.
A 0 B 236 C 416 D 596 E 776 F 956
4) Nel circuito di figura R1 = 307 kΩ, R2 = 492 kΩ, R3 = 492 kΩ, R4 = 368 kΩ, R5 = 381 kΩ, E = 2 V e l’interruttore `e inizialmente chiuso. In queste condizioni determinare la tensione di uscita Vout, in volt, quando il segnale di input vale Vs= 4.60 volt.
A 0 B −1.35 C −3.15 D −4.95 E −6.75 F −8.55
5) Nel caso del problema precedente (4), determinare l’impedenza di uscita, in kΩ, del circuito.
A 0 B 211 C 391 D 571 E 751 F 931
6) Nel caso del problema (4), ad un certo momento si apre l’interruttore. Determinare la nuova tensione di uscita Vout, in volt, per lo stesso valore del segnale di ingresso.
A 0 B −0.207 C −0.387 D −0.567 E −0.747 F −0.927
7) Nel circuito di figura l’amplificatore operazionale alimentato con ±12 V (che sono anche le tensioni di saturazione), R = 125 kΩ e R1 = R/k, con k = 253. Determinare il rapporto di amplificazione Vout/Vs.
A 0 B −255 C −435 D −615 E −795 F −975
8) Nel caso del circuito precedente (7), determinare la massima tensione di input Vs, in mV, che mantenga l’amplificatore operazionale in condizioni lineari.
A 0 B 11.1 C 29.1 D 47.1 E 65.1 F 83.1
9) Si hanno a disposizione i seguenti dispositivi:
- un amplificatore di tensione con amplificazione 193, impedenza di ingresso 1.59 kΩ e impedenza di uscita 23.3 Ω;
- un convertitore corrente-tensione con transresistenza (Vout/Iin) 170 Ω, impedenza di ingresso 2.57 kΩ e impedenza di uscita 240 Ω;
- un convertitore tensione-corrente con transconduttanza (Iout/Vin) 154 Ω−1, impedenza di ingresso 21.9 kΩ e impedenza di uscita 19.2 kΩ.
I tre dispositivi vengono opportunamente collegati in serie, con l’amplificatore di tensione come ultimo stadio.
Determinare l’amplificazione complessiva, a vuoto, del risultante amplificatore di tensione a tre stadi.
A 0 B 2.07 × 106 C 3.87 × 106 D 5.67 × 106 E 7.47 × 106 F 9.27 × 106
10) Si vuole stimare il tempo di ”rilassamento” che in un conduttore metallico caratterizza la transizione al regime stazionario di conduzione elettrica, cio`e quello in cui vale la legge di Ohm, quando nel conduttore
`
e presente un campo elettrico costante. Per questo scopo si considera un semplicissimo modello in cui gli elettroni di conduzione sono sottoposti, oltre al campo elettrico, a una forza di ”attrito viscoso” proporzionale alla velocit`a e si determina come la velocit`a di un elettrone tende al valore asintotico. Determinare il tempo caratteristico, in secondi, risultante da questo elementare modello e dai seguenti dati: resistivit`a del conduttore 2.02×10−8Ω·m, densit`a di elettroni di conduzione 8.22×1028m−3, carica elettrica dell’elettrone
−1.602 × 10−19C, massa dell’elettrone 9.109 × 10−31 kg.
A 0 B 2.14 × 10−14 C 3.94 × 10−14 D 5.74 × 10−14 E 7.54 × 10−14 F 9.34 × 10−14
Testo n. 0
FISICA GENERALE II E ELETTRONICA Prova n. 5 - 28/4/2012
FIGURA 1
FIGURA 4 R1
R2
R3
R4
Vin Vout
* *
-
+
R1 R2
R5
Vout Vs
+
R4 R3 E
FIGURA 7
-
+
Vout Vs
R
R1 R
R
