Aiutatemi a comprendere l'elettricita'

[Luisella]

Io ho sempre dei grossi problemi a capire le cose elettriche,
probabilmente perche' l'eletrricita' e' una cosa poco tangibile
e meno intuitiva della, per esempio, meccanica o dell'idraulica.

Anzi, facciamo cosi', io vi dico come la capisco io e voi mi
dite dove sbaglio.

Paragonando l'elettricita' all'idraulica, secondo quello che ho
capito, la pressione sono i volt, la sezione di un condotto sono
gli ampere e l'acqua che esce dal condotto sono i watt.

Mettiamo di avere una cisterna d'acqua a 100 metri d'altezza e
un tubo che scende fino a terra.

Se io metto una strozzatura al tubo sarebbe come mettere una
resistenza, per cui, la pressione (i volt) restano inalterati
prima della strozzatura (resistenza) e diminuiscono dopo la
strozzatura (resistenza).
La quantita' di acqua che pasa del condotto (ampere) invece
restano inalterati, sia prima che dopo la stozzatura
(resistenza).
Mentre l'acqua che esce dal condotto (watt o watt/ora)
diminuisce in presenza di una stozzatura (resistenza) rispetto a
quanta ne uscirebbe senza la strozzatura (resistenza).

Ora, mettiamo di avere una grossa pressione, un fluido che puo'
arrivare ad altissime temperature, e una strozzatura di
tungsteno molto piccola (una lampadina).
Il fluido arriva a grande perssione nella strozzatura, crea
atrrito e la riscalda fino a farla divenire incandescente.

Ci sono o sto prendendo lucciole per lanterne?

Avete altri paragoni tra aparecchi elettrici e idraulica che
possono aiutarmi a capirne di piu'?
Per esempio a cosa si puo' paragonare un condensatore in
idraulica?

Un rele', per esempio, puo' essere paragonato ad
un'elettrovalvola?

E un transistor?
E un diodo?

[Alberto Schiesaro]

Secondo me il paragone con l'idraulica puo' fuorviare, soprattutto
quando si tratta di corrente alternata.
Comunque in questo sito puoi trovare utili indicazioni soprattutto
pratiche.

http://spazioinwind.libero.it/lucefacile/index.htm
ciao
alberto

Post by Luisella
Io ho sempre dei grossi problemi a capire le cose elettriche,
probabilmente perche' l'eletrricita' e' una cosa poco tangibile
e meno intuitiva della, per esempio, meccanica o dell'idraulica.
Anzi, facciamo cosi', io vi dico come la capisco io e voi mi
dite dove sbaglio.
Paragonando l'elettricita' all'idraulica, secondo quello che ho
capito, la pressione sono i volt, la sezione di un condotto sono
gli ampere e l'acqua che esce dal condotto sono i watt.
Mettiamo di avere una cisterna d'acqua a 100 metri d'altezza e
un tubo che scende fino a terra.
Se io metto una strozzatura al tubo sarebbe come mettere una
resistenza, per cui, la pressione (i volt) restano inalterati
prima della strozzatura (resistenza) e diminuiscono dopo la
strozzatura (resistenza).
La quantita' di acqua che pasa del condotto (ampere) invece
restano inalterati, sia prima che dopo la stozzatura
(resistenza).
Mentre l'acqua che esce dal condotto (watt o watt/ora)
diminuisce in presenza di una stozzatura (resistenza) rispetto a
quanta ne uscirebbe senza la strozzatura (resistenza).
Ora, mettiamo di avere una grossa pressione, un fluido che puo'
arrivare ad altissime temperature, e una strozzatura di
tungsteno molto piccola (una lampadina).
Il fluido arriva a grande perssione nella strozzatura, crea
atrrito e la riscalda fino a farla divenire incandescente.
Ci sono o sto prendendo lucciole per lanterne?
Avete altri paragoni tra aparecchi elettrici e idraulica che
possono aiutarmi a capirne di piu'?
Per esempio a cosa si puo' paragonare un condensatore in
idraulica?
Un rele', per esempio, puo' essere paragonato ad
un'elettrovalvola?
E un transistor?
E un diodo?

[Paperon de Paperoni]

Post by Luisella
Per esempio a cosa si puo' paragonare un condensatore in
idraulica?

Un serbatoio piccolino

Post by Luisella
Un rele', per esempio, puo' essere paragonato ad
un'elettrovalvola?

a un rubinetto (aperto/chiuso, non modulabile) comandato da un getto d'acqua

Post by Luisella
E un transistor?

un rubinetto (modulabile) comandato da un piccolo getto d'acqua, maggiore il
piccolo getto d'acqua piu' si apre il rubinetto

Post by Luisella
E un diodo?

valvola di non ritorno?

[pekilan]

Post by Paperon de Paperoni
Un serbatoio piccolino

Ad un polmone.
L'acqua che entra in un'serbatoio scorre all'uscita.
Non mi dirai che fai passare cariche da un condensatore ...


Hai azzecato solo la valvola di non ritorno :-)

Pekilan

[Paperon de Paperoni]

Post by pekilan
L'acqua che entra in un'serbatoio scorre all'uscita.

Quindi?
qual'e' il problema?
le due portate non sono necessariamente le stesse

[Max Baraonda]

secondo me de Paperoni ha azzeccato le analogie
anche se penso che l'elettricità sia come il pc: a livello di base si impara
di più smanettandoci sopra (non sulla 220 però) che studiando sui libri
se hai voglia... perchè non ti compri uno di quei giochini tipo (una volta
c'era) l'elettrobral, penso siano l'ideale per farsi un'idea di come
funziona l'elettricità
attenzione però, ti consiglio di incominciare con l'elettrotecnica
(interruttori, lampadine, relè, ecc.), non con l'elettronica (transistors,
diodi, ecc)
ciao
Max

[GenTLe]

Post by Luisella
Paragonando l'elettricita' all'idraulica, secondo quello che ho
capito, la pressione sono i volt, la sezione di un condotto sono
gli ampere e l'acqua che esce dal condotto sono i watt.

Non proprio :-)
La differenza di potenziale si misura in Volt ed è paragonabile all'energia
potenziale di un corpo ad una data altezza. In questo caso l'acqua di un
bacino posto in alto.
La sezione di un condotto è equivalente alla sezione di un cavo di rame: più
è ampio meno resistenza incontra la corrente a passarci. Gli ampere,
paragonati ad un circuito idraulico, indicano la quantità di acqua che vi
scorre, che è abbastanza indipendente dalla sezione del condotto.
I W sono Volt*Ampere e indicano la potenza assorbita da un utilizzatore (per
il circuito idraulico sono l'indice della caduta di energia potenziale e
della velocità dell'acqua quando questa passa per una turbina o un'altra
macchina idraulica).

Post by Luisella
Se io metto una strozzatura al tubo sarebbe come mettere una
resistenza, per cui, la pressione (i volt) restano inalterati
prima della strozzatura (resistenza) e diminuiscono dopo la
strozzatura (resistenza).
La quantita' di acqua che pasa del condotto (ampere) invece
restano inalterati, sia prima che dopo la stozzatura
(resistenza).

Se metti una resistenza, che si misura in Ohm, e per la quale vige la legge
R(esistenza)=V(olt)/I(ampere), crei sia una caduta di tensione che di
corrente, proprio per la relazione anzidetta.
Fai conto che, a differenza della tensione che con un buon generatore è
stabile nel circuito, la corrente varia in relazione all'assorbimento del
carico.
Se attaccato ad un generatore da 10Volt metti una lampadina da 5W avrai che
nel circuito passano 5W/10V = 0,5A. Se ne metti una da 10W invece la
corrente sarà di 10W/10V = 1 Ampere.
Quindi nel primo caso la lampadina avrà una resistenza da 10V/0,5A = 20Ohm,
nel secondo caso invece la resistenza sarà da 10V/1A = 10Ohm.
Se in serie alla lampadina da 5W metti una resistenza da 50 Ohm, avrai una
resistenza totale di 70Ohm, quindi nel circuito passeranno 10V/70Ohm= 0,14
A, con una tensione di 0,14A*50Ohm= 7,2Volt sulla resistenza e di
0.14A*20Ohm=2.8V sulla lampadina
Se in serie alla lampadina da 10W metti una resistenza da 50 Ohm, avrai una
resistenza totale di 60Ohm, quindi nel circuito passeranno 10V/60Ohm= 0,17
A, con una tensione di 0,17A*50Ohm= 8,3Volt sulla resistenza e di
0.17A*10Ohm=1.7V sulla lampadina
:-)

Per la legge di Ohm guarda qui:
http://www.kpsec.freeuk.com/ohmslaw.htm

Post by Luisella
Per esempio a cosa si puo' paragonare un condensatore in
idraulica?

E' un serbatoietto. Si tratta di due piastre saldate al circuito con in
mezzo del materiale isolante. Applicando una potenziale negativo ad
un'armatura, si crea (per l'attrazione dei poli opposti, detto
semplicemente, ma dietro ci sono delle leggi un pò complicate da spiegare
qui) un potenziale positivo sull'altra armatura. Più queste armature (le
piastre) sono ampie più il serbatoio è capiente e capace di restituire una
energia potenziale elevata qualora richiesto. Questo vale per tensioni
continue e condensatori elettrolitici.
Per tensioni alternate il discorso cambia parecchio, in quanto i
condensatori in quel caso fanno da filtro per determinate frequenze...

Post by Luisella
Un rele', per esempio, puo' essere paragonato ad
un'elettrovalvola?

Si, e funziona solo in modo ON/OFF, senza posizioni intermedie.

Post by Luisella
E un transistor?

Un transistor è come una saracinesca: dei tre piedini due sono come
l'entrata e l'uscita di un tubo, il terzo in mezzo comanda una saracinesca:
in base a quanta tensione arriva al piedino in mezzo la saracinesca si apre
o si chiude facendo passare più e meno acqua nel condotto.
E' usato come amplificatore per questo: non è che "crea corrente", ma usa
una corrente molto piccola sul Gate (il piedino della saracinesca) per
controllare il passaggio di una corrente molto più grossa, amplificando di
fatto il segnale del gate.
Se viene fatto lavorare solo nelle zone di interdizione (saracinesca chiusa)
o saturazione (saracinesca spalancata) funziona praticamente come un relais
elettronico.

Post by Luisella
E un diodo?

E' come una valvola unidirezionale: la corrente scorre in un verso e non può
tornare indietro anche se si invertono le polarità della tensione nel
circuito.
I Diodi Zener operano anche una "tosatura" della tensione: invece che fare
cortocircuito se attraversati nel modo corretto e circuito aperto se si
cerca di farci girare la corrente al contrario, creano una differenza di
potenziale fissa (gli Zener vengono venduti in base al loro Voltaggio utile
e alla potenza): per esempio uno Zener da 7Volt crea una tensione di 7 Volt
hai suoi capi se attraversato nel senso giusto, e non fa passare corrente se
si cerca di far passare corrente al contrario.

Ciao, GenTLe

[pekilan]

Post by GenTLe
La differenza di potenziale si misura in Volt ed è paragonabile all'energia
potenziale di un corpo ad una data altezza. In questo caso l'acqua di un
bacino posto in alto.

E cosa altri e' la pressione ?

Post by GenTLe
La sezione di un condotto è equivalente alla sezione di un cavo di rame: più
è ampio meno resistenza incontra la corrente a passarci. Gli ampere,
paragonati ad un circuito idraulico, indicano la quantità di acqua che vi
scorre, che è abbastanza indipendente dalla sezione del condotto.

Sei sicuro ?

Post by GenTLe
I W sono Volt*Ampere e indicano la potenza assorbita da un utilizzatore (per
il circuito idraulico sono l'indice della caduta di energia potenziale e
della velocità dell'acqua quando questa passa per una turbina o un'altra
macchina idraulica).

Pressione x Portata = (kg/m s2) x (m3 / s) = kg m2 s-3 = Watt

che strana coincidenza ... ;-)

Post by GenTLe
Se metti una resistenza, che si misura in Ohm, e per la quale vige la legge
R(esistenza)=V(olt)/I(ampere), crei sia una caduta di tensione che di
corrente, proprio per la relazione anzidetta.

Infatti la strozzatura riduce la portata e si ha una minore pressione
(ti ricordo che la portata e' ridotta e la sezione del tubo nuovamente
ripristinata dopo la strozzatura)

Post by GenTLe
Fai conto che, a differenza della tensione che con un buon generatore è
stabile nel circuito, la corrente varia in relazione all'assorbimento del
carico.

Fai conto che a differenza della pressione che con un buon generatore
(una pompa adeguatamente grande) e' stabile nel circolo, la portata
varia in relazione all'assorbimento del carico sulla turbina.

Post by GenTLe
E' un serbatoietto.

E daie! Tutti deboli in corrente continua ?
Come la mettiamo con un polmone al cui interno la membrana trasmette la
pressione ? Naturalmente come un condensatore si fora se la tensione e'
troppo elevata, la membrana si fora se la pressione e' troppo alta.

Post by GenTLe
Per tensioni alternate il discorso cambia parecchio, in quanto i
condensatori in quel caso fanno da filtro per determinate frequenze...

Lascia perdere le correnti alternate. Lui voleva un'esempio per capire
l'elettricita' a partire dall'idraulica. Direi che la corrente continua
va benissimo.

Pekilan

[Massimo Marinelli]

Post by pekilan
Infatti la strozzatura riduce la portata e si ha una minore pressione
(ti ricordo che la portata e' ridotta e la sezione del tubo nuovamente
ripristinata dopo la strozzatura)

quindi facendo un paragone elettrico avremmo una corrente sul conduttore
diversa da quella che circola sul carico!? :-)))

ciao max

[Massimo Marinelli]

Post by Luisella
Paragonando l'elettricita' all'idraulica, secondo quello che ho
capito, la pressione sono i volt, la sezione di un condotto sono
gli ampere e l'acqua che esce dal condotto sono i watt.

Tensione = Pressione

Dove c'e` una differenza di pressione/tensione si innesca una
portata/corrente, che e` funzione della perdita di carico/resistenza


La perdita di carico/resistenza e` funzione della lunghezza-sezione del
tubo/resistore e della sua rugosita-forma/resistenza-specifica.......

Ma a questo punto perche` perdere neuroni per capire una cosa facendo un
paragone che va comunque capito a sua volta?

Il mio consiglio e` di prendere un testo di fisica delle medie e medie
superiori e di leggere..... :-))

ciao max

[Boiler]

Post by Massimo Marinelli
Il mio consiglio e` di prendere un testo di fisica delle medie e medie
superiori e di leggere..... :-))

Quoto al 100%.

Ciao Boiler

[Luisella]

Post by Massimo Marinelli
Ma a questo punto perche` perdere neuroni per capire una
cosa facendo un paragone che va comunque capito a sua
volta?
Il mio consiglio e` di prendere un testo di fisica delle
medie e medie superiori e di leggere..... :-))

Il fatto e' che io sono un po' una zappa (ignorante) e pensavo
che facendo il paragone con qualcosa che conosco ed e'
tangibile, come l'idraulica, sarei arrivata a capire anche una
cosa per me molto ostica come l'elettricita' e l'elettronica.

Cioe' non ho problemi con interruttori e semplici impianti
elettrici (con molta pazienza e molto ragionare ho installato
l'impianto d'allarme e un impianto di accensione e spegnimento
delle luci esterne tipo condominio), pero' teoricamente fatico
molto a comprendere il comnportamento dell'elettrictita'.

Comunque, ringrazio tutti coloro che hanno proseguito,
aggiustato e ampliato il discorso idraulico, adesso ho poco
tempo, ma ho molte precisazioni da chiedere a tutti quanti,
siete comunque stati gentilissimi.

[Massimo Marinelli]

Post by Luisella
Cioe' non ho problemi con interruttori e semplici impianti
elettrici (con molta pazienza e molto ragionare ho installato
l'impianto d'allarme e un impianto di accensione e spegnimento
delle luci esterne tipo condominio), pero' teoricamente fatico
molto a comprendere il comnportamento dell'elettrictita'.

Tu sei la dimostrazione che per installare impianti elettrici non serve
conoscere l'elettrotecnica... ma al massimo le norme di sicurezza :-)))

Non sto scherzando.... :-)) e` cosi` in tutto il mondo, conoscere la
legge di ohm e` un plus che serve piu` a chi si balocca con circuitini
sperimentali che con gli impianti.

Ad ogni modo fa piacere vedere che c'e` chi vuole veramente inerpicarsi,
per scomodi sentieri...... :-)))

Prendi un testo elementare di fisica e comincia a leggere, vedrai che e`
molto piu` semplice di quello che si pensa e cmunque, qui` troverai
sempre gente che ha voglia e competenza per darti una mano.


ciao max

[Insu]

On Mon, 26 Jul 2004 17:33:45 +0200, Massimo Marinelli

Post by Massimo Marinelli
Il mio consiglio e` di prendere un testo di fisica delle medie e medie
superiori e di leggere..... :-))

Non è così immediato perchè la corrente non lavedi e non la tocchi mentre
l'acqua si; come speigazione la corrente è un concettoa stratto e l'acqua
una realzà contingente quindi più intuitiva.
Con il paragone dell'acqua inizi ad avvicinare un banbino all'astrattod ella
corrente, che poi sia reale e lo dimostri infilando un dito nella presa è
cosa non rilavante nella spiegazione ad un banbino, con le dita nella presa
fai solo lezione di pericolosità non di elettrrologia.
V, A, W, Hom li speighi con l'esempio della pompa per la bicicletta che se
non tappi il buco l'aria scorre bene, se lo tappi in parte scorre meno bene
e si scalda nel tubo flessibile ecc.

Ciao
Insu
------
"...è talmente perversa da essersi conservata pura..."
Jorge Amado - Teresa Batista, stanca di guerra -

[Giampi_news]

Post by Luisella
Paragonando l'elettricita' all'idraulica, secondo quello che ho
capito, la pressione sono i volt, la sezione di un condotto sono
gli ampere e l'acqua che esce dal condotto sono i watt.

Non ti demoralizzare, perchè i concetti di tensione, corrente e resistenza
sono tra i più ostici per chi si avvicina all'elettrotecnica. Quando li hai
capiti, sei praticamente già a metà strada :)
Continuando il paragone idraulico, confronterei tra loro:
- Pressione (misurata in Bar) e Tensione (misurata in Volt-simbolo V)
- Portata d'acqua (metri cubi al secondo) e Corrente (ampere-simbolo A-leggi
"amper")
- Resistenza... questo concetto è il più intuitivo ma idraulicamente non
saprei come viene definito... direi ottimo il paragone alla strozzatura del
tubo di cui parli più avanti, oppure può essere la rugosità interna del
tubo, oppure una serie di curve strette.
Elettricamente si misura in ohm (il simbolo è un'omega).

La sezione del condotto non è di sicuro "gli ampere" ma puoi paragonarla
alla sezione del cavo (in mm2, ossia millimetriquadrati).
L'acqua in metri cubi che esce dal condotto in un secondo puoi invece
paragonarla alla corrente (ampere); in pratica gli ampere sono la quantità
di elettroni che "corrono" nel cavo elettrico in un secondo.
Da quanto sono riusciti a misurare, pare che 1A (un ampere) sia equivalente
a circa seimila milioni di miliardi di elettroni che transitano nel cavo in
un secondo.
Per tua curiosità sappi che la reale velocità di movimento di questi
elettroni non è la velocità della luce, ma solo di qualche decimetro
all'ora!
Quello che viaggia a velocità paragonabili a quella della luce è l'impulso
che mette in moto gli elettroni.
Gli elettroni che partono dall'interruttore (circuito in c.c. - corrente
continua) rischiano di arrivare alla lampadina parecchie ore dopo :)
Potresti ora provare a contare quante molecole d'acqua transitano in un tubo
per realizzare una portata di 1 m3/s (un metrocubo al secondo) :)

Post by Luisella
Mettiamo di avere una cisterna d'acqua a 100 metri d'altezza e
un tubo che scende fino a terra.
Se io metto una strozzatura al tubo sarebbe come mettere una
resistenza, per cui, la pressione (i volt) restano inalterati
prima della strozzatura (resistenza) e diminuiscono dopo la
strozzatura (resistenza).
La quantita' di acqua che pasa del condotto (ampere) invece
restano inalterati, sia prima che dopo la stozzatura
(resistenza).
Mentre l'acqua che esce dal condotto (watt o watt/ora)
diminuisce in presenza di una stozzatura (resistenza) rispetto a
quanta ne uscirebbe senza la strozzatura (resistenza).

Esatto, senza la resistenza passerebbe più corrente.
La potenza P, che viene espressa in watt (W), in un circuito a corrente
continua paragonabile a quello idraulico di cui sopra, è data dal prodotto
di tensione x corrente, ossia P=V x I.
Qui mi fermo con i paragoni idraulici perché non so bene cosa verrebbe fuori
moltiplicando m3/s per bar.... :)

Post by Luisella
Ora, mettiamo di avere una grossa pressione, un fluido che può
arrivare ad altissime temperature, e una strozzatura di
tungsteno molto piccola (una lampadina).
Il fluido arriva a grande perssione nella strozzatura, crea
atrrito e la riscalda fino a farla divenire incandescente.
Ci sono o sto prendendo lucciole per lanterne?

Ci sei!

--


Ciao dal Giampi

(Per rispondere in privato, togli "via-tutto-questo")

[Paperon de Paperoni]

Post by Giampi_news
Quello che viaggia a velocità paragonabili a quella della luce è l'impulso
che mette in moto gli elettroni.
Gli elettroni che partono dall'interruttore (circuito in c.c. - corrente
continua) rischiano di arrivare alla lampadina parecchie ore dopo :)
Potresti ora provare a contare quante molecole d'acqua transitano in un tubo
per realizzare una portata di 1 m3/s (un metrocubo al secondo) :)

aggiungo che nei tubi le perturbazioni si trasmettono alla velocita' del suono,
molto piu' lenta della velocita' luce

[Insu]

Post by Luisella
Paragonando l'elettricita' all'idraulica, secondo quello che ho
capito, la pressione sono i volt, la sezione di un condotto sono
gli ampere e l'acqua che esce dal condotto sono i watt.

Non penso che sia corretto.
la mia similitudine opera così:
V = differenza di potenzile = differenza di quota tra parte superiore e
inferiore di una tubazione = energia potenziale
A = corrente = a quantità d'acqua che passa per una sezione del tubo =
energia cinetica
W = energia fornita = al lavoro che può fare l'acqua del tubo cadendo
dall'altezza della sorgente.

Brutale ma sostanzialmente corretto, credo.

Ciao
Insu
------
"Il problema è che la gente comune è meschina e insensibile. E la
morale è una produzione popolare."
- Nicolò Ammaniti - Branchie -