Se sei già registrato           oppure    

Orario: 29/03/2024 14:11:04  

 

Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Motori termici, magnetici, elettrici, etc...


Le grandezze elettriche fondamentali, Corrente tensione potenza energia
FinePagina

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1276

Stato:



Inviato il: 20/10/2008,08:40

Ciao a tutti , nelle discussioni che riguardano l'elettricità , a volte siamo talmente abituati a parlare di corrente e tensione che ci dimentichiamo i semplici concetti di base.

Incominciamo a parlare dell' Ampere unità di misura della corrente elettrica. Il termine corrente è strettamente legato al concetto di portata ovvero quanta "cosa" passa in un secondo in un determinato percorso. Siamo abituati a considerare la corrente d'acqua in una tubazione o in un fiume e quindi il termine litri al secondo o metricubi al secondo è chiaro a tutti. Ma quando parliamo di corrente elettrica in un conduttore "cosa " passa al secondo ?
Il Coulomb è l'unità di misura di quella "cosa" ed altro non è che un numero molto grande di cariche elettriche dell’elettrone Quando leggiamo sul nostro amperometro 1 Ampere vuol dire che in un secondo passa 1 Coulomb un po’ di più di sei miliardi di miliardi di elettroni.
La difficoltà che tutti dobbiamo o abbiamo dovuto superare è quella di capire cos’è la tensione e voglio tentare un percorso diverso dalle solite tre formulette che sono la sintesi del ragionamento ma dove in troppi si perdono per strada.
Siccome il concetto di tensione è strettamente legato al concetto di energia e lavoro è il caso di compiere un piccolo ripasso.
Le grandezze fisiche che occorre considerare sono :

il tempo : secondo
la forza : Newton (circa un etto)
la distanza : metro
il lavoro o energia = forza x spostamento : Newton x metro = Joule
la potenza = energia sviluppata / tempo : Joule/secondo = Watt
la carica elettrica : Coulomb
la corrente elettrica : Coulomb/secondo = Ampere

Siccome tutti siamo abituati a considerare il Watt come prodotto di tensione x corrente :
Volt x Ampere = Watt voglio provare a partire di qui con un analogia meccanica_elettrica.

Watt = Watt
Joule/secondo = Volt x Ampere
(Newton x metro)/secondo = Volt x Coulomb/secondo


dividendo una potenza per il tempo si ottiene un’energia e quindi :

Newton x metro =Joule___________________Coulomb x Volt = Joule

Se si sposta un peso di un Newton tra due livelli con differenza di livello pari ad un metro si compie il lavoro di un Joule.
Analogo lavoro si compie se si sposta un Coulomb tra due livelli con differenza di potenziale di un Volt.
Questo non vuol dire che peso e carica elettrica o metro e tensione sono la stessa cosa , vuol solo dire che esiste questa analogia energetica tra i due campi gravitazionale ed elettrico.

Si definisce differenza di potenziale tra due punti l’energia che viene compiuta durante lo spostamento tra i due punti di un Coulomb allo stesso modo con il quale sarebbe possibile definire differenza di livello (altezza) tra due punti l’energia necessaria a spostare il peso di un Newton tra i due punti.

Dovrebbe essere chiaro che se lo spostamento di un Coulomb tra due punti con differenza di potenziale di un Volt avviene in un secondo la potenza sviluppata è di un Watt,
Infatti se il Coulomb “passa” in un secondo la corrente è di un Ampere e se questa corrente transita tra due punti a d.d.p. di un Volt si sviluppa un Watt.

Il giro di parole sembra ed è un po’ lungo ma se proverete a considerare l’analogia tra potenza e lavoro meccanico con l’equivalente elettrico , piano piano tutto si dovrebbe chiarire , o almeno spero . . .

In ogni caso a nessuno verrebbe in mente di pensare che la corrente d'acqua provoca il dislivello
Occorre sempre valutare bene la causa e l'effetto , senza dislivello non può prodursi corrente.


Un saluto a tutti

 

midnightsun
milliWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:19

Stato:



Inviato il: 21/10/2008,23:42

Caro Libero51,
trovo l'argomento molto interessante, in effetti spesso il concetto di tensione viene spesso sorvolato per dare spazio alle formule,
ho letto e riletto il post ma mi trovo leggermente confuso sulla analogia tra la forza necessaria a spostare un oggetto tra due punti e la ddp, cioe':
la forza che viene compiuta nello spostamento di un Coulomb non e' una forza elettromortice(fem) pure misurata in V come la ddp ma capace di svolgere lavoro?


Purtroppo ancora nn ho molta dimistichezza con il forum e nn so come inserire le citazioni ma l'argomento mi interessa parecchio e sarebbe interessante approfondire.

 

Libero51

Avatar
GigaWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:1276

Stato:



Inviato il: 2/11/2008,11:58


CITAZIONE (midnightsun @ 21/10/2008, 23:42)
. . . mi trovo leggermente confuso sulla analogia tra la forza necessaria a spostare un oggetto tra due punti e la ddp, cioe':
la forza che viene compiuta nello spostamento di un Coulomb non e' una forza elettromortice(fem) pure misurata in V come la ddp ma capace di svolgere lavoro?

Ciao a tutti e ciao midnihtsun : il campo elettrico é un campo di forza esattamente simile al campo gravitazionale . Mentre nel campo gravitazionale le forze agiscono in presenza delle masse , nel campo elettrico le forze agiscono per la presenza di cariche elettriche. Sempre forze sono e si misurano in Newton (circa un etto). Anche le formule che esprimono la relazione tra forza, masse o cariche elettriche e distanza sono praticamente uguali.

Nel campo gravitazionale __ : F = k1 x (m1 x m2) / d^2

Nel campo elettrico _______: F = k2 x (q1 x q2)/ d^2

Non siamo abituati a considerare la differenza di potenziale gravitazionale perchè l'altezza verticale esprime per noi concretamente , fin da bambini, tale differenza di livello energetico ed a nessuno viene in mente di definire l'altezza tra due punti come l'energia necessaria a spostare una massa corrispondente al peso di un Newton tra tali punti.

Ma nel caso delle cariche elettriche l'altezza non ha significato se non come componente energetica e quindi si considera la differenza di potenziale elettrico tra due punti come l'energia (lavoro = forza x spostamento) necessaria a traslare la carica elettrica elementare tra i due punti.

Sembra un gioco di parole ma con un pò di pazienza si dovrebbe chiarire .

Proprio per questa definizione il Volt è : Joule/ Coulomb ovvero : (Newton x metro)/Coulomb

Come vedi quel "Newton" presente nella definizione di Volt è proprio una forza e compie lavoro . . . direi parecchio . . . ma questa è un'altra storia.

Un saluto a tutti.




Modificato da Libero51 - 22/6/2009, 12:00
 
 InizioPagina
 

Versione Mobile!

Home page       TOP100-SOLAR      Home page forum