Definizione e calcolo MTBF

I circuiti digitali si dividono in due tipi principali: logica combinatoria e logica sequenziale. Nella logica combinatoria, l'uscita è una funzione pura dei valori attuali degli ingressi (ad esempio, un sommatore). Nella logica sequenziale, l'uscita dipende non solo dagli ingressi attuali, ma anche dalla sequenza passata di ingressi, in quanto questi circuiti hanno elementi di memoria (ad esempio, un flip-flop).

Una lancia termica raggiunge temperature da 3.500 °C a 4.500 °C, di gran lunga superiori a quelle delle torce convenzionali. Questo calore intenso non si limita a fondere il materiale bersaglio. Il getto di ossigeno puro provoca anche una rapida ossidazione del materiale stesso, rendendolo di fatto parte della fonte di combustibile. Questa azione combinata di fusione e combustione consente di tagliare acciaio, cemento e roccia di grosso spessore.

Il componente fondamentale dell'elettronica digitale moderna è il transistor, in particolare il MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Funziona come un interruttore controllato elettronicamente. Applicando una tensione al suo terminale di gate, il flusso di corrente tra i terminali di source e drain può essere attivato (rappresentando un '1') o disattivato (rappresentando uno '0'), consentendo l'implementazione di porte logiche.

Per i sistemi riparabili, il tempo medio tra i guasti (MTBF) è la somma del tempo medio al guasto (MTTF) e del tempo medio alla riparazione (MTTR). La formula è [latex]MTBF = MTTF + MTTR[/latex]. MTTF rappresenta il tempo medio di funzionamento prima di un guasto, mentre MTTR è il tempo medio necessario per riparare il sistema. Questa distinzione è fondamentale per comprendere la disponibilità del sistema.

Per un sistema di componenti in serie, in cui ogni singolo guasto causa il guasto del sistema, il tasso di guasto complessivo è la somma dei tassi individuali. L'MTBF del sistema è il reciproco di questa somma: [latex]MTBF_{sistema} = (\sum_{i=1}^{n} \lambda_i)^{-1} = (1/MTBF_1 + 1/MTBF_2 + ... + 1/MTBF_n)^{-1}[/latex]. Ciò implica che l'MTBF del sistema è sempre inferiore all'MTBF del singolo componente più basso.

La curva della vasca da bagno è un modello grafico che illustra tre fasi della vita di un prodotto in termini di tasso di guasto. Inizia con un tasso di "mortalità infantile" elevato ma decrescente, seguito da un tasso di "vita utile" basso e costante e si conclude con un tasso di "usura" crescente. I calcoli dell'MTBF che utilizzano un tasso di guasto costante ([latex]\lambda[/latex]) sono in genere validi solo durante la fase centrale della "vita utile".

Una cella solare può essere modellata da un circuito elettrico equivalente. Il modello più semplice include una sorgente di corrente che rappresenta la corrente fotogenerata ([latex]I_L[/latex]), in parallelo con un diodo che rappresenta la giunzione p-n. Un modello più accurato aggiunge una resistenza di shunt in parallelo ([latex]R_{sh}[/latex]) per le correnti di dispersione e una resistenza in serie ([latex]R_s[/latex]) per la resistenza di contatto e del materiale.

Il numero di Deborah è una grandezza adimensionale in reologia, utilizzata per caratterizzare la fluidità dei materiali. È il rapporto tra il tempo di rilassamento, che è una proprietà intrinseca del materiale, e la scala temporale caratteristica dell'esperimento o dell'osservazione. La formula è [latex]De = \frac{t_c}{t_p}[/latex], dove [latex]t_c[/latex] è il tempo di rilassamento e [latex]t_p[/latex] è il tempo di osservazione.

La ripetibilità valuta la precisione in condizioni identiche, mentre la riproducibilità valuta la precisione al variare di una o più condizioni, come l'operatore, lo strumento o la posizione. La varianza della riproducibilità è sempre maggiore o uguale alla varianza della ripetibilità. Questa distinzione è fondamentale per comprendere la variabilità delle misurazioni, soprattutto nei confronti interlaboratorio in cui le condizioni sono intrinsecamente diverse.

Le camere bianche utilizzano due principi principali del flusso d'aria per controllare la contaminazione. Il flusso turbolento (o non unidirezionale) comporta flussi d'aria misti, adatti a classi meno severe (ISO 6-9). Il flusso laminare (o unidirezionale) utilizza flussi d'aria paralleli a velocità costante per spazzare via le particelle dall'ambiente, essenziale per le applicazioni ad alta purezza come ISO 1-5, evitando la contaminazione incrociata e garantendo una rapida rimozione delle particelle.

Questo metodo utilizza fotoni ad alta energia emessi da una sorgente di radioisotopi, in genere Cobalto-60, per sterilizzare i prodotti. I raggi gamma attraversano i materiali, creando radicali liberi e causando danni irreparabili al DNA microbico, portando alla morte cellulare. Si tratta di un processo "a freddo" adatto ad articoli sensibili al calore e può essere eseguito su prodotti già nella loro confezione finale sigillata.

Il limite di Shockley-Queisser rappresenta la massima efficienza teorica per una cella solare a singola giunzione pn. Considera solo la ricombinazione radiativa e le perdite di radiazione di corpo nero. Per una cella a singola giunzione con un bandgap ottimale di 1,34 eV in condizioni di illuminazione solare standard (AM1,5G), l'efficienza massima è di circa il 33,7%. Questo limite fondamentale guida la ricerca e la progettazione delle celle solari.