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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 8/1/2010,14:12
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Cosa combina un magnete quando passa di fronte ad una bobina?Abbiamo visto che genera una sinusoide...ma perchè? E come è fatta questa sinusoide?
La forza elettromotrice (indotta) è uguale alla variazione del flusso magnetico Φ che lo attraversa in una unità di tempo:
fem = -dfi / dt
Se trascuriamo il tempo, notiamo che otteniamo una differenza di potenziale più alta quanto più alta è la differenza di campo magnetico. Possiamo anche avere un magnete da 2 Tesla...ma se non c'è variazione di campo non si ottiene nulla. Questo concetto dovrebbe entrare bene in testa a chi pensa che basta avere un magnete per produrre energia elettrica.
Torniamo al mangete che passa di fronte ad una bobina; questo passando farà si che all'interno delle spire sarà presente una certa quatita di flusso...ipotizziamo il suo andamento come quello in figura.
La formula ci dice che per vedere l'andamento della fem dovremo fare la derivata di questo flusso.
La derivata di una funzione è un concetto molto semplice per chi ha un minimo di dimestichezza matematica, ma può essere analizzata anche geometricamente dove questa indica la pendenza della funzione analizzata. Per semplificare il tutto possiamo dire che la derivata assume valore positivo se la funzione cresce (prima metà della grafico) mentre possiamo dire che assume valore negativo se la funzione decresce (seconda metà del grafico). Possiamo dire anche che la derivata assume valore nullo nei punti di minimo e di massimo ( oltre che di flesso...cioè dove la curva cambia concavità).
Con queste poche informazioni siamo già in grado di fare un disegno approssimativo della forza elettromotrice generata dal passaggio di un magnete/bobina (parte bassa del disegno).
Bolle Immagine Allegata: Dfi.jpg
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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 8/1/2010,14:26
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Abbiamo ipotizzato che Fi sia il flusso che 'buca' la bobina generato da un magnete (polarità N) al suo passaggio e la sua derivata (dfi) si comporta in un certo modo. Ora per analizzare -dfi occorre ribaltare il grafico. Per avere una idea del risultato disegnamo la funzione in modo approssimativo (colore giallo). Questo grafico ci permette di capire che quando il magnete passa nel punto più vicino alla bobina (flusso massimo) il suo valore sarà nullo.
Questa cosa ci torna utile nell'analisi del circuito bedini...e sul principio del suo funzionamento.
Bolle
Immagine Allegata: Dfi2.jpg
Modificato da NonSoloBolleDiAcqua - 8/1/2010, 14:41
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 8/1/2010,14:31
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Flusso e la sua derivata di un magnete con Polarità S, la prossima volta vedremo il grafico preciso della derivata del flusso.
Bolle Immagine Allegata: Dfi3.jpg
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corry
milliWatt 
Utente
Msg:22
Stato:
| Inviato il: 8/1/2010,19:34
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 8/1/2010, 14:26) ...
Questo grafico ci permette di capire che quando il magnete passa nel punto più vicino alla bobina (flusso massimo) il suo valore sarà nullo.
...
Bolle
Questo fenomeno, quello che annulla (o attenua) il flusso del magnete al passaggio dalla (o della) bobina, ha una intensità più o meno variabile in relazione al tipo di bobina?
Se si, come si può procedere operativamente per costruire una bobina con le caratteristiche tali di "succhiare" il massimo dal magnete?
Ciao
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 8/1/2010,19:48
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CITAZIONE (corry @ 8/1/2010, 19:34) CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 8/1/2010, 14:26) ...
Questo grafico ci permette di capire che quando il magnete passa nel punto più vicino alla bobina (flusso massimo) il suo valore sarà nullo.
...
Bolle Questo fenomeno, quello che annulla (o attenua) il flusso del magnete al passaggio dalla (o della) bobina, ha una intensità più o meno variabile in relazione al tipo di bobina? Se si, come si può procedere operativamente per costruire una bobina con le caratteristiche tali di "succhiare" il massimo dal magnete? Ciao
Dalla domanda che fai noto che hai capito ben poco.
Quando il magnete (in rotazione) è perfettamente allineato sulla bobina , il flusso ortogonale alle spire è massimo, mentre in quel preciso istante la fem è uguale a zero.
Bolle
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Libero51
| Inviato il: 9/1/2010,09:07
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 8/1/2010, 14:12) Cosa combina un magnete quando passa di fronte ad una bobina?Abbiamo visto che genera una sinusoide...
La premessa con cui nasce questa discussione è "Questo ci consente di determinare con precisione matematica l'andamento della fem generata dal magnete"
In rispetto a tale premessa proporrei questa modifica.
"Abbiamo visto che nell'intorno della mezzaria tra magnete e bobina affacciati si genera una tensione con un profilo simile a quello sinusoidale".
Senza questa approssimazione l'affermazione originaria andrebbe dimostrata matematicamente.
Saluti . . . 
P.S. mi rendo perfettamente conto della difficoltà della didattica di un argomento che necessiterebbe di basi di analisi di calcolo infinitesimale. Ammiro incondizionatamente l'impegno di Bolle a procedere in questa direzione. Purtroppo , intervenendo a distanza, senza un preventivo profondo accordo sui compromessi che possono semplificare l'approccio a chi non ha a disposizione tali basi matematiche , mi risulta difficile valutare se le semplificazioni sono pianificate oppure no.
La precisione matematica, purtroppo o per fortuna, è molto formale e non sopporta semplificazioni approssimative.
xBolle : in qualunque momento tu mi dica . . . stop , io impegnerò il mio tempo in altre discussioni senza nessun tipo di problema .
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 9/1/2010,09:57
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CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 09:07) CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 8/1/2010, 14:12) Cosa combina un magnete quando passa di fronte ad una bobina?Abbiamo visto che genera una sinusoide... La premessa con cui nasce questa discussione è "Questo ci consente di determinare con precisione matematica l'andamento della fem generata dal magnete" In rispetto a tale premessa proporrei questa modifica. "Abbiamo visto che nell'intorno della mezzaria tra magnete e bobina affacciati si genera una tensione con un profilo simile a quello sinusoidale". Senza questa approssimazione l'affermazione originaria andrebbe dimostrata matematicamente. Saluti . . . P.S. mi rendo perfettamente conto della difficoltà della didattica di un argomento che necessiterebbe di basi di analisi di calcolo infinitesimale. Ammiro incondizionatamente l'impegno di Bolle a procedere in questa direzione. Purtroppo , intervenendo a distanza, senza un preventivo profondo accordo sui compromessi che possono semplificare l'approccio a chi non ha a disposizione tali basi matematiche , mi risulta difficile valutare se le semplificazioni sono pianificate oppure no. La precisione matematica, purtroppo o per fortuna, è molto formale e non sopporta semplificazioni approssimative. xBolle : in qualunque momento tu mi dica . . . stop , io impegnerò il mio tempo in altre discussioni senza nessun tipo di problema .
Puoi continuare tranquillamente a interloquire...ribadisco il concetto che ti è sfuggito. Quando parlo di precisone matematica parlo di precisione matematica. La derivata prima è un concetto matematico molto preciso e non interpretabile. Qualsiasi sia la forma dell'onda di Fi , questa avrà un massimo e in quel preciso istante la sua derivata prima, cioè dfi sarà uguale a zero.Quindi la dimostrazione è matematica...non sto semplificando nulla...se hai osservazioni o critiche ti prego di essere più chiaro...facendomi ad esempio capire quali semplificazioni ho inserito che tu non condividi. Per quanto riguarda il grafico della dfi, come già detto, verrà analizzato successivamente (sempre in modo matematco)...non perchè sia complicato...ma perchè sto cercando un modo per farlo capire...concetto che è estremamente semplice per chi ha chiaro il concetto delle derivate, differenziali o rapporti incrementali.
Bolle
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Un risultato se non è ripet...
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Libero51
| Inviato il: 9/1/2010,10:21
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 9/1/2010, 09:57) CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 09:07) In rispetto a tale premessa proporrei questa modifica.
"Abbiamo visto che nell'intorno della mezzaria tra magnete e bobina affacciati si genera una tensione con un profilo simile a quello sinusoidale". ...ribadisco il concetto che ti è sfuggito. Quando parlo di precisone matematica parlo di precisione matematica.
Penso che mi sia sfuggito proprio un bel nulla e non mi va di ribaltare il concetto.
Non è sull'operatore derivata che ho espresso riserve ma sulla funzione primitiva : e = K x sin(a)
Alla mia proposta non è necessario tirare in ballo cose che non ho espresso , basta un si oppure un no.
Ho proposto una semplificazione molto evidente dei grafici che stai disegnando .
(per esempio non è un profilo periodico, interseca l'asse x solo una volta . . .ecc .ecc ).
Tu stesso più avanti esprimi "...ipotizziamo il suo andamento come quello in figura" ,mi pare un segno evidente che quella sinusoidale è un'ipotesi approssimativa anche per te. . . oppure mi sbaglio ?
Il procedere per semplificazioni mi par più che corretto per dare la possibilità ai molti di seguire il ragionamento, ma nel nome della precisione matematica tali semplificazioni andrebbero dichiarate nell'intorno considerato.
Saluti . . .
Modificato da Libero51 - 9/1/2010, 10:38
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 9/1/2010,10:59
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CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 10:21) Penso che mi sia sfuggito proprio un bel nulla e non mi va di ribaltare il concetto.
Non è sull'operatore derivata che ho espresso riserve ma sulla funzione primitiva : e = K x sin(a)
Fammi capire...cosa non ti quadra? il fatto che abbia detto che la dfi/dt sia sinusoidale?
Una qualsiasi funzione è scomponibile in n-sinusoidi...anche un'onda quadra...santo Fourier!!!
http://it.wikipedia.org/wiki/Trasformata_di_Fourier
CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 10:21) Alla mia proposta non è necessario tirare in ballo cose che non ho espresso , basta un si oppure un no.
Sinceramente non capisco l'osservazione...se vuoi dico si...ma non ho capito.
CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 10:21) Ho proposto una semplificazione molto evidente dei grafici che stai disegnando .
(per esempio non è un profilo periodico, interseca l'asse x solo una volta . . .ecc .ecc ).
No, interseca l'asse almeno 3 volte...per ora è una spezzata...diventerà una sinusoide che va da 0 a 2Pigreco...ma volgio arrivarci piano piano.
CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 10:21) Tu stesso più avanti esprimi "...ipotizziamo il suo andamento come quello in figura" ,mi pare un segno evidente che quella sinusoidale è un'ipotesi approssimativa anche per te. . . oppure mi sbaglio ?
Quella che ho disegnato (la funzione gialla) è una spezzata...utilizzata per avere un'idea della funzione...quando facevo Analisi I ...si utilizzava questo metodo ...non ti dice precisamente com'è la funzione ma ti da una chiara idea. Ripeto ... per far vedere l'andamento della dfi occorre farlo in modo matematco...ma come ho già detto lo farò quanto prima.Ll'unica cosa che emerge è che quando il mangete è allineato con la bobina...il valore di df è = 0.
CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 10:21) Il procedere per semplificazioni mi par più che corretto per dare la possibilità ai molti di seguire il ragionamento, ma nel nome della precisione matematica tali semplificazioni andrebbero dichiarate nell'intorno considerato.
Non sto considerando solo l'intorno...sto considerando la fem che genera un magnete in rotazione.
Bolle
PS: Contrariamente a quello che qualcuno possa pensare...questi contraddittori sono molto utili.
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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...
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Libero51
| Inviato il: 9/1/2010,11:46
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 9/1/2010, 10:59) . . . Fammi capire...cosa non ti quadra? il fatto che abbia detto che la dfi/dt sia sinusoidale?
Una qualsiasi funzione è scomponibile in n-sinusoidi...anche un'onda quadra...santo Fourier!!!
Per me una sinusoide rimane una funzione del tipo e = k x sin (a).
Se nella tua interpretazione tiri in ballo Fourier , per giunta santo . . . allora posso stare tranquillo . . . tutte le funzioni sono . . . una sinusoide.
Naturalmente procedi pure , non ritengo necessaria risposta.
Saluti . . .
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 9/1/2010,11:56
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CITAZIONE (Libero51 @ 9/1/2010, 11:46) CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 9/1/2010, 10:59) . . . Fammi capire...cosa non ti quadra? il fatto che abbia detto che la dfi/dt sia sinusoidale?
Una qualsiasi funzione è scomponibile in n-sinusoidi...anche un'onda quadra...santo Fourier!!! Per me una sinusoide rimane una funzione del tipo e = k x sin (a). Se nella tua interpretazione tiri in ballo Fourier , per giunta santo . . . allora posso stare tranquillo . . . tutte le funzioni sono . . . una sinusoide. Naturalmente procedi pure , non ritengo necessaria risposta.
Ma guarda che ci tengo a darti una risposta...ma non capisco qual'è la cosa che ho scritto e non ti convince:
CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 8/1/2010, 14:12) Cosa combina un magnete quando passa di fronte ad una bobina?Abbiamo visto che genera una sinusoide...ma perchè? E come è fatta questa sinusoide?
Sono queste due 'sinusoide' che non ti convincono? Se mi dici cosa correggeresti di quello che ho scritto facciamo prima...ho sempre pensato che un magnete in rotazione su una spira...genera una sinusoide...possiamo anche possiamo anche dire che genera una funzione periodica sinusoidale...dimmi tu...ti piace più in quest'altro modo?
Bolle
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Un risultato se non è ripet...
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Libero51
| Inviato il: 10/1/2010,09:17
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 9/1/2010, 11:56) ...dimmi tu...ti piace più in quest'altro modo?
Quello che mi piace . . . è ininfluente.
Per precisione matematica un magnete qualunque che gira di fronte ad una bobina induce in essa una tensione di forma non precisamente sinusoidale. . . magari fosse così semplice.
Occorre un accurato profilo delle espansioni polari.
Negli alternatori infatti tali espansioni sul rotore sono opportunamente profilate per ottenere tale condizione assolutamente necessaria per il corretto funzionamento della rete.
www.barrascarpetta.org/01_ele/m_7/m7a_u01.htm
Nel caso in questione "Cosa combina un magnete quando passa di fronte ad una bobina? "mi pare inoltre che il magnete non giri su se stesso ma giri sulla periferia di un disco di diametro grande rispetto alla sua dimensione.
La mia analisi semplificativa di tale moto per un disco di raggio molto grande si concretizza in questa figura che considera la traslazione rettilinea , penso con buona precisione grafica ma ancora lontana dalla precisione matematica che altrimenti avrei espresso con una formula che sinceramente non sono stato in grado di determinare per bobina e magneti non puntiformi. (la formula relativa agli elementi puntiformi è abbastanza semplice ed è “spalmata” nelle linee di programma)
In figura si assume che l’andamento della forza di attrazione tangenziale abbia lo stesso andamento della f.e.m.indotta (rossa), argomento che sarebbe molto interessante approfondire e sul quale mi pare si sia verificata una certa convergenza di pareri , e la curva del flusso (blu) ne rappresenta l’integrale in modo da rispettare e = deFi/deT
Il programma usa le iterazioni su tale formula per approssimare tale andamento per dimensioni discrete di bobina e magnete , sempre ammesso e non concesso che io non abbia commesso errori.
La questione mi sembra molto complessa e la tua semplificazione sinusoidale può sicuramente servire ad introdurre il concetto e la comprensione del fenomeno nell’intorno della mezzaria che poi è quello che più serve.
La mia proposta molto semplice sarebbe dovuta servire a superare , non a complicare il problema.
Purtroppo la semplificazioni non vanno daccordo con la precisione ed è un ben difficile compito quello di procedere efficacemente tra di loro.
Saluti . . .
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 10/1/2010,10:16
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CITAZIONE (Libero51 @ 10/1/2010, 09:17) Quello che mi piace . . . è ininfluente.
Ti assicuro che non è ininfluente...fammi capire cosa devo correggere.
Dovremmo essere quì per cercare di far capire...le semplificazioni sono d'obbligo...altrimenti questa discussione a livello teorico si sarebbe sbrogliata in due righe.
CITAZIONE (Libero51 @ 10/1/2010, 09:17) Per precisione matematica un magnete qualunque che gira di fronte ad una bobina induce in essa una tensione di forma non precisamente sinusoidale. . . magari fosse così semplice.
Lo ripeto un'altra volta...sembra che siamo fermi su un concetto della sinusoide...la discussione è teorica, ma visto che insisti e per andare avanti dimostrerò come si ottiene una sinusoide pura quando è presente un ben determinato flusso...dal video del messaggio successivo sembrerebbe una cosa semplice.
CITAZIONE (Libero51 @ 10/1/2010, 09:17) Occorre un accurato profilo delle espansioni polari.
Negli alternatori infatti tali espansioni sul rotore sono opportunamente profilate per ottenere tale condizione assolutamente necessaria per il corretto funzionamento della rete.
Stai spostando il problema su un'altro aspetto che è meglio non affrontare...a meno di non farlo su un'altra discussione,sempre se ci tieni,...cmq per il corretto funzionamento della rete si deve ottenere una fem alternativa sinusoidale ( a 50 hz)...e si cerca di renderla il più possibile pura...ma anche se non è pura...se il tuo problema è che non si può chiamare sinusoide (sempre se ho capito bene)...dimmi tu come posso andare avanti per non incorrere in un problema di nomenclatura.
CITAZIONE (Libero51 @ 10/1/2010, 09:17) Nel caso in questione "Cosa combina un magnete quando passa di fronte ad una bobina? "mi pare inoltre che il magnete non giri su se stesso ma giri sulla periferia di un disco di diametro grande rispetto alla sua dimensione.
Certo...il magnete compone una parte della funzione alternativa sinusoidale ( o sinusoide) gli altri magneti che compongono il rotore fanno il resto (oppure ne basta uno di dimensioni adeguate che gira più forte)...fino a che non torna il primo mangete e si chiude il cerchio.
CITAZIONE (Libero51 @ 10/1/2010, 09:17) La mia analisi semplificativa di tale moto per un disco di raggio molto grande si concretizza in questa figura che considera la traslazione rettilinea , penso con buona precisione grafica ma ancora lontana dalla precisione matematica che altrimenti avrei espresso con una formula che sinceramente non sono stato in grado di determinare per bobina e magneti non puntiformi. (la formula relativa agli elementi puntiformi è abbastanza semplice ed è “spalmata” nelle linee di programma)
In figura si assume che l’andamento della forza di attrazione tangenziale abbia lo stesso andamento della f.e.m.indotta (rossa), argomento che sarebbe molto interessante approfondire e sul quale mi pare si sia verificata una certa convergenza di pareri , e la curva del flusso (blu) ne rappresenta l’integrale in modo da rispettare e = deFi/deT
Il programma usa le iterazioni su tale formula per approssimare tale andamento per dimensioni discrete di bobina e magnete , sempre ammesso e non concesso che io non abbia commesso errori.
Come ho già detto..la tua è un'ottima semplificazione...discreta puntiforme.Ma come varia il flusso di una bobina è un'altro paio di maniche. Prova a verificare fi su una bobina cilindrica quando è in avvicinamento un magnete di tipo cilindrico.
CITAZIONE (Libero51 @ 10/1/2010, 09:17) Purtroppo la semplificazioni non vanno daccordo con la precisione ed è un ben difficile compito quello di procedere efficacemente tra di loro.
Tutta la scienza è una semplificazione della natura...applichiamo solo modelli... come la sinusoide che esiste nella teoria ma non nella pratica...è solo questione di precisione...se siamo tolleranti e imprecisi allora possiamo ipotizzare che esista anche nella realtà.
Modificato da NonSoloBolleDiAcqua - 10/1/2010, 11:31
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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...
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NonSoloBolleDiA...
| Inviato il: 10/1/2010,10:34
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Per portare qualche prova a supporto della teoria allego questo video che mostra la fem misurata su una bobina del Valery (di E.Odorifero)...il rotore è composto da diversi magneti...si può notare sull'oscilloscopio una sinusoide...probabilmente non pura al 100%...ma pur sempre una bella sinusoide.Ora abbiamo verificato che un magnete in rotazione su una bobina genera una sinusoide e ottenere questo è cosa non complicata.
Bolle
Modificato da NonSoloBolleDiAcqua - 10/1/2010, 11:16
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Chi sa raccontare bene le bugie ha la verità in pugno (by PinoTux).
Un risultato se non è ripet...
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Libero51
| Inviato il: 10/1/2010,11:47
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CITAZIONE (NonSoloBolleDiAcqua @ 10/1/2010, 10:34) . . . Ora abbiamo verificato che un magnete in rotazione su una bobina genera una sinusoide e ottenere questo è cosa non complicata.
. . . Ma come varia il flusso di una bobina è un'altro paio di maniche.
. . . osservando il video direi che ora abbiamo verificato , in minuscolo non grassetto , che una serie di magneti discordi uniformemente distribuiti alla periferia di un disco in rotazione inducono in una bobina una tensione di forma periodica con un profilo abbastanza sinusoidale.
Questa discussione è iniziata con una bobina ed un magnete e le mie considerazioni sono riferite alla situazione origine di questa discussione . Se sul disco facciamo ruotare un solo magnete il video sarebbe diverso; questa è cosa pertinente con le premesse e non complicata.
Mi sono permesso di intervenire suggerendo una semplificazione del caso in origine in riferimento alla ripetuta precisione matematica.
Sono completamente daccordo sulle semplificazioni ma occorrerebbe dichiararle come ora state un po confusamente facendo. (mi riferisco ovviamente al modello diverso dalle premesse).
Per inciso la velocità di rotazione non cambia la forma della tensione ma ne cambia la frequenza.
Il paio di maniche non c'entrano . Se l'andamento della fem e la derivata del flusso l'andamento del flusso è banalmente l'integrale della fem . . . o sbaglio ?
Vedo che nessuno interviene sui presunti andamenti simili tra forza attrattiva tangenziale e fem che se disdetta , dimostrerebbe un mio palese errore e . . . mi farebbe piacere scoprirlo.
La cosa simpatica è che se tale similitudine fosse vera, come penso , non servirebbe neppure l'oscilloscopio per verificare la forma della tensione indotta nella bobina .: basterebbe far girare il disco lentamente . . . a mano, e constatarne la forza attrattiva.
Più semplice di così . . .
Saluti . . .
Modificato da Libero51 - 10/1/2010, 12:08
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