Analisi di Fourier delle funzioni periodiche — scheda

Istituto tecnico elettronica elettrotecnicacomplementi di matematica contenuto verificato

Scarica in PDF Adatta questa scheda al mio alunno

In breve: Ogni segnale che si ripete nel tempo può essere scomposto in tante onde semplici. Questa scomposizione si chiama analisi di Fourier.

Cosa è un segnale periodico

Un segnale è periodico quando si ripete uguale dopo un tempo fisso. Quel tempo si chiama periodo.

Pensiamo al battito cardiaco o al suono di una nota musicale. Anche la corrente di casa è periodica e si ripete 50 volte al secondo.

In elettronica molti segnali hanno questa forma. Studiarli aiuta a capire circuiti, amplificatori e filtri.

L'idea di Fourier

Il matematico francese Fourier ebbe un'intuizione importante. Qualsiasi funzione periodica si può scrivere come somma di funzioni seno e coseno.

Queste funzioni semplici si chiamano armoniche. Ogni armonica ha una frequenza multipla di quella di base.

La prima armonica ha la frequenza del segnale originale. La seconda ha frequenza doppia, la terza tripla, e così via.

Sommando molte armoniche si ricostruisce il segnale di partenza. Più armoniche aggiungiamo, più la somma somiglia all'originale.

Questo metodo si chiama sviluppo in serie di Fourier. È utile perché trasforma un problema difficile in tanti problemi semplici.

Esempi pratici

Un'onda quadra usata nei circuiti digitali sembra molto diversa da un seno. Eppure si ottiene sommando molti seni di frequenze diverse.

Il suono di un violino e quello di un flauto hanno la stessa nota. Le armoniche cambiano e per questo i due timbri sono diversi.

Nei circuiti elettronici un filtro lascia passare solo alcune armoniche. In questo modo possiamo pulire un segnale dai disturbi.

Per calcolare le armoniche si usano integrali sul periodo del segnale. I coefficienti trovati dicono quanto pesa ciascuna armonica.

Parole difficili

Riferimenti

Fonte

Scheda didattica verificata sull'obiettivo ob.tecnico-elettronica-elettrotecnica.complementi-di-matematica.cl3.analisi-fourier.01 — Riordino degli istituti tecnici. Verificata il 2026-06-04 sulla norma di riferimento.

Schede correlate

Questa scheda, su misura per il tuo alunno

Adiuvo la riscrive in automatico per il profilo del tuo alunno: frasi brevi, font ad alta leggibilità, parole difficili spiegate, anche audio e verifiche.

Adatta gratis