Lezione 1 – Tensione e Corrente Elettrica

PRECAUZIONI

LA MATERIA

GRANDEZZE ELETTRICHE

PRECAUZIONI

REGOLA N.1 (Da non dimenticare mai)

a) – L’ENERGIA ELETTRICA, è un aiutante primario ed indispensabile per l’essere umano;
b) – L’ENERGIA ELETTRICA, è un nemico mortale dell’essere umano, del mondo animale e di quello vegetale.
Ricordate sempre che, sotto qualsiasi “vestito” essa indossi
(Linee elettriche isolate con colori gradevoli, cavi elettrici, prese elettriche, lampade, ferri da stiro, elettrodomestici in genere, apparecchiature, motori, accumulatori d’energia, fulmini ecc.) , E’ SEMPRE IN AGGUATO e difficilmente fallisce.
Pertanto bisogna temerla come tale e adottare sempre le dovute precauzioni.
c) – L’ENERGIA ELETTRICA, ( In particolare quella ad impulsi o alternata ) E’ PERICOLOSA per l’essere umano e per il mondo animale. Ciò perchè, l’energia elettrica, attraversando i propri conduttori elettrici ed i relativi apparecchi di utilizzazione ( Elettrodomestici, motori, ecc ) emette, verso l’esterno, un CAMPO MAGNETICO che a seconda della sua potenza e allla durata del soggetto all’esposizione, può nuocere gravemente alla salute.
C U R I O S I T A’ .
bussola
D. Come si può rilevare un campo magnetico?
R. Anche non disponendo di particolari strumenti, è possibile rilevare un campo magnetico anche con una comune BUSSOLA.
Avvicinando questa ad un conduttore attivo ( cioè percorso da corrente: lampadario o elettrodomestico in funzione) possiamo facilmente notare che l’ago entra in fibrillazione fino a deviare di 180° e a porsi normalmente all’asse del conduttore o a quello dell’apparecchio utilizzatore.
Se alla distanza di circa 40 cm., l’ago tenderà a deviare ancora sensibilmente, significa che il campo magnetico emesso è certamente forte.
Non dimentichiamo però che anche il campo magnetico è utilissimo all’uomo.

PRECAUZIONI CONTRO L’ENERGIA ELETTRICA.

– Quando trattate materialmente qualsiasi tipo di energia elettrica fate sempre riferimento al pericolo della vostra vita e a quella di coloro che vi sono vicino.
– OPERATE SEMPRE :
Isolati da terra ( Pedane di legno asciutto o materiali isolanti, scale di legno, sedie di legno, scarpe con gomma isolante ).
– Con cacciaviti, pinze ed altri attrezzi opportunamente rivestiti da isolamento garantito e sicuro.
– NON OPERATE MAI:
– Con cacciaviti, pinze ed altri attrezzi di metallo non rivestiti da isolamento fra le mani;
– Con mani umide o bagnate;
– Con piedi nudi o addirittura bagnati o in mezzo a liquidi;
-Con cavi elettrici fra le mani.
(In taluni casi, anche un semplice anello in una delle dita di una mano, può; costituire serio pericolo)
– Per lavori in cui bisogna intervenire materialmente in conduttori elettrici, deviatori, derivazioni, interruttori, prese, ecc., DISINSERITE sempre l’interruttore generale di tutto l’impianto elettrico:
( Quando sarete esperti, prudenti e state lavorando in un impianto elettrico tipico – sicuramente isolati – accidentalmente toccate con le vostre mani un conduttore elettrico nudo e cioè non isolato, NON accadrà nulla, Attenti però a non toccare l’altro o gli altri conduttori !!
Quando toccherete un solo comduttore accidentalmente, vi succederà la stessa cosa che succede agli uccelli che si vanno a posare sui cavi nudi di diversi elettrodotti esterni. In quel preciso momento gli uccelli assumono lo stesso potenziale elettrico di quel conduttore e non succede nulla. Ma se l’uccello, col suo corpo, va a toccare l’altro conduttore, purtroppo E’ spacciato !!! )
– Usate prudenza nel trattare le cosiddette batterie per autoveicoli, moto o ciclomotori ( Accumulatori d’energia a corrente continua ).
I due “POLI” non vanno MAI uniti fra di loro o CORTOCIRCUITATI.
Ciè NON deve accadere nemmeno accidentalmente anche per un solo istante.
Quando si opera con tali batterie, bisogna stare molto attenti agli oggetti metallici che si hanno fra le mani ( Anche…….l’anello al dito! ).
Operare sempre con guanti di gomma opportuni.
Eviterete pericoli alla vostra incolumità ed eviterete anche possibili incendi IMMEDIATI del vostro bene in cui la batteria è inserita.
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LA MATERIA

Se avessimo la possibilità di un potente microscopio, ci accorgeremmo che tutto ciò che ci circonda compreso i liquidi, E’ formato da MOLECOLE.
Se potessimo entrare in una MOLECOLA, vedremmo degli ATOMI.
Avvicinamdoci ancora di più a questi ATOMI vedremmo che sono costitui da un NUCLE CENTRALE formato da PROTONI e da NEUTRONI uniti saldamente fra loro. Ma ancora: attorno a questo NUCLEO CENTRALE, formato da PROTONI e NEUTRONI, vedremmo girare alla velocità della luce lo(300.000 Km al secondo) dei piccoli “Pianetini” chiamati ELETTRONI.
Gli ATOMI non sono tutti uguali ma differiscono a seconda della materia a cui appartengono.
Ad esempio, l’atomo del RAME è costituito da 29 protoni e 29 elettroni.
I PROTONI hanno una carica POSITIVA ( + ) e i NEUTRONI invece hanno una carica NEUTRA (Cioè non hanno alcuna polarità).
Gli ELETTRONI hanno carica NEGATIVA rispetto al NUCLEO CENTRALE.
D. Che cosa è una molecola?
R. La molecola è la più piccola unità chimica di una sostanza formata da uno o più atomi.
D. Che cosa è l’atomo?
R. L’atomo è la particella più piccola di una molecola di una determinata sostanza capace di conservare le caratterisrtiche chimiche proprie.
Se volete comprendere bene la costituzione dell’atomo dovete fare riferimento al nostro sistema solare ( In via generica).
Gli ATOMI posseggono ELETTRICITA’ PROPRIA.
Infatti è improprio dire che si CREA elettricità; è caratteristica propria degli atomi di diverse materie e questa viene rilasciata soltanto INNESCANDO dei moti rivoluzionari che permettono il TRASFERIMENTO degli ELETTRONI da un ATOMO all’altro.
Proprio per questo fenomeno, l’ENERGIA ELETTRICA non è altro che un FLUSSO di elettroni da un atomo all’altro.
L’energia elettrica pertanto non viene creata ma esiste da sempre e cioò da quando è stato creato il mondo.
Ci sono materie invece i cui atomi non permettono MAI ai propri elettroni di uscire dalle proprie orbite e quindi di trasferirsi da un atomo all’altro.
Queste materie o sostanze si chiamano COIBENTI od ISOLANTI (Porcellana, Vetro, Plastica, Gomma, alcuni speciali tipi di oli minerali, Bachelite, Mika, Polistirolo legno secco non umido, ecc)
Le materie che permettono facilmente ai propri elettroni di trasferirsi in altri atomi uguali, sono i MIGLIORI conduttori di energia elettrica (Oro, Argento, Rame, Alluminio, Bronzo, Ferro, ecc).
Le materie che permettono con qualche difficoltà di rallentare il trasferimento dei propri elettroni in atomi uguali sono CATTIVI conduttori di energia elettrica (Carbone, Grafite, Mercurio, liquidi, ecc)
La trattazione dell’atomo è importante e basilare per potere entrare nel mondo dell’Elettrotecnica e materie affini. Pertanto, a mio parere, ritengo giusto in alcuni punti, essere ripetitivo. Il corso è indirizzato a tutti, in particolare ai giovanissimi, e quindi è bene ripetere.
Se ad un atomo togliamo degli elettroni, questo assume una polarità POSITIVA ( + )
( Perchè? Perchè il numero dei PROTONI è MAGGIORE a quello degli ELETTRONI )
Se ad un atomo aggiungiamo degli elettroni, questo massume una polarità NEGATIVA ( – )
(Perchè? Perchè il numero degli ELETTRONI è MAGGIORE rispetto a quella dei PROTONI ).
CONCLUSIONE: La corrente elettrica è un movimento di elettroni da un nucleo all’altro perchè ATTIRATI dai PROTONI.
Quando ogni singolo atomo sarà nel suo giusto equilibrio ( E cioè ognuno con i suoi propri elettroni -Bilanciamento-) ci sarà STASI e pertanto non avremo più corrente elettrica.
D. Ma come si fa per INNESCARE il meccanismo del trasferimento degli elettroni da un atomo all’altro?
R. Per INNESCARE il meccanismo del trasferimento degli elettroni da un atomo all’altro (RIVOLUZIONE) bisogna ricorrere a determineti meccanismi o processi di reazioni chimiche ( Magneti – Alternatori – Dinamo – zinco – rame – carbone – acidi salini particolari – piombo).

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GRANDEZZE ELETTRICHE

In qualsiasi processo elettrico od elettronico la CORRENTE ELETTRICA , di qualsiasi forma essa sia e circolante in qualsiasi stadio, VA’ sempre
dal NEGATIVO ( – ) al POSITIVO ( + ).
– Due atomi con cariche POSITIVE, si RESPINGONO;
– Due atomi con cariche NEGATIVE, si RESPINGONO;-
– Due atomi con cariche DIVERSE (uno postivo (+) e l’altro negativo ( – ) , si ATTRAGGONO
– Un FLUSSO di elettroni, generato da una fonte di innesco (Rivoluzione) può produrre C A L O R E se lo lasciamo passare attravereso una strozzatura ( RESISTENZA-ATTRITO) che può essere la resistenza interna di un ferro da stiro, quella di una stufa o quella di un forno, ecc;
– Un FLUSSO di elettroni, generato da una fonte di innesco (Rivoluzione) può produrre L U C E se lo lasciamo passare attraverso un forte strozzatura che può essere il filamento di tungsteno o altre leghe speciali, gas neon, tutti sottovuoto (Cioè in mancanza completa di ossigeno o aria) in ampolla di vetro (Lampadina).
– Un FLUSSO di elettroni, generato da una fonte di innesco (Rivoluzione), può produrre M A G N E T I S M O se lo lasciamo passare attraverso una B O B I N A di filo di rame avvolta in diverse spire su un nucleo di FERRO o LAMELLE di ferro serrate fra loro. Il MAGNETISMO generato dalla BOBINA può produrre M O V I M E N T O ( RELE’ – MOTORI – TELERUTTORI, ecc).
Il magnetismo viene usato anche in campo medico.
Da ricordare: L’energia elettrica non si crea ma si ottiene attraverso materie i cui atomi hanno elettroni LIBERI e che attraverso il processo di innesco possono trasferirsi da un nucleo di atomo ad altro uguale.
Questo movimento, trasferimento di elettroni, comporta TRASFERIMENTO di energia elettrica.
La F O R Z A con la quale un FLUSSO di elettroni è capace di produrre CALORE – LUCE – MAGNETISMO, si chiama TENSIONE DI LAVORO e cioè FORZA ELETTROMOTRICE.
La TENSIONE che produce e sospinge il trasferimento degli ELETTRONI da un atomo all’altro lungo un conduttore viene espressa con l’UNITA’ DI MISURA:
V O L T.
L’unità di misura ” VOLT ” a sua volta ha de sottomultipli e multipli:
– Millivolt = Un millesimo di 1 Volt;
– Volt = Unità di misura;
– Kvolt = 1000 Volt;
– Mvolt = 1.000.000 di Volt.
Esistono DUE tipi di tensione:
– Tensione continua;
– Tensione alternata.-
La POTENZA con la quale un FLUSSO di elettroni è capace di produrre CALORE – LUCE – MAGNETISMO, si chiama CORRENTE ELETTRICA.
La CORRENTE ELETTRICA si misura in A M P E R E .
L’AMPERE, quindi, è l’ UNITA’ DI MISURA della potenza del flusso di elettroni e cioè della CORRENTE ELETTRICA.
L’unita di misura AMPERE ha soltanto i suoi sottomultipli:
– Microampere = Un milionesimo di un Ampere;
– Miliampere = Un millesimo di un ampere
– Ampere = Unità di misura.
Esistono due tipi di corrente elettrica:
– Corrente CONTINUA;
– Corrente ALTERNATA.
Per il trasporto dell’energia elettrica occorrono almeno DUE conduttori elettrici dimensionati e direttamente proporzionati alla distanza che intercorre dal luogo di INNESCO (GENERATORE o CENTRALE) a quello in cui si trova l’impianto o la macchina utilizzatrice e al suo consumo (Strozzatura-Resistenza-Filamento-Magnetismo).
Questi DUE conduttori : Uno sarà di ANDATA (…..di elettroni, s’intende) e l’altro sarà di RITORNO al generatore o centrale.
Pertanto, poichè il VERSO della CORRENTE và sempre dal polo NEGATIVO a quello POSITIVO, il conduttore di andata sarà NEGATIVO e quello di ritorno sarà POSITIVO. Migliore precisazione su questo argomento verrà fatto in seguito quando si prenderà in esame la corrente ALTERNATA.
Il generatore o centrale, più i due conduttori e più la macchina utilizzatrice, la chiameremo CIRCUITO ELETTRICO.
La corrente elettrica, nel percorrere i conduttori, incontra una certa resistenza che dipende dalla struttura atomica del conduttore stesso, della sua sezione e della sua lunghezza.
La struttura atomica dei conduttori varia da metallo in metallo, tale ” certa resistenza ” da luogo ad una ” CERTA CADUTA DI TENSIONE “.
Per evitare cadute di tensione considerevoli, dobbiamo sapere prima quanta RESISTENZA offrono i conduttori in rapporto alla sua struttura atomica, alla sua sezione ed alla sua lunghezza. Per fare questo occorre trovare il valore della RESISTENZA che i vari conduttori e circuiti elettrici offrono.
I nostri padri hanno studiato questo fenomeno e dei relativi apparecchi di utilizzazione.
Hanno deciso quindi che la RESISTENZA và misurata in O H M ed ha per simbolo la lettera greca OMEGA.
L’OHM pertanto e’ l’UNITA’ DI MISURA della RESISTENZA.
L’OHM ha soltanto i suoi multipli :
– Kohm = 1000 ohm;
– Mohm = 1.000.000 di ohm.-
Riassumendo, le grandezze elettriche finora trattate sono:
GRANDEZZA – UNITA’ DI MISURA – SIMBOLO
Tensione – Volt – V
Corrente – Ampere – A
Resistenza – Ohm – Omega
E’ bene sapere anche che le unità di misura derivate da nomi propri sono indeclinabili.
Esempio: 220 Volt e non 220 Volts, ecc.-
Per consolarvi dello studio fatto, voglio raccontarvi una storiella vera:
Ancona, anni 1985/1986. Un mio “figliuolo” tale Filiberto – un pò vanitoso ed egocentrico come la madre – specializzandosi in Ginecologia, mi trattò con superbia pavonesca come un troglodita, ormai inutile per le nuove tecniche della società di quel tempo.
Tutto ciò perchè lui, già dottore all’università, aveva la possibilità di armeggiare con un computer, forse uno dei primi tipi 286.
Per questo specifico fatto riteneva tutto il ” Sapere Professionale ” del padre ormai superato e sepolto.
Eppure…., questo ” Sapere ” del padre – bene o male – lo aveva fatto diventare dottore….
Forse lui – ignorante quanto una capra in fatto di elettrotecnica ed elettronica pensava che dentro al case del computer o dentro al contenitore del monitor, non ci fossero più cavi elettrici, transistor, integrati e microprocessori vari ma probabilmente ” CARAMELLE e CIOCCOLATE ” e, senza meno, LA SUA MAMMINA che dentro al MONITOR, appena lui premeva un tasto gli diceva ” Buongiorno caro! ” e poi con prontezza estrema gli scriveva sullo stesso monitor tutte le frasi che lui ” Tasteggiava “.
Il vituperio contro di me fu metodico ed anche puntiglioso forse al fine di cancellarmi pure.
Grande per me fu l’umiliazione che….pure accettai in dignitoso silenzio.
Peraltro, a quel tempo e con il peso economico della famiglia, mi restava difficile se non impossibile comprare un computer di quella specie o entrare elettronicamente nel ” mondo ” di questi.
E così imgoiai la ” pillola ” amara ed ingrata. Ma in seguito, migliorata la situazione economica mi rivolsi anche elettronicamente in questo ” mondo ” dei computers e debbo dire che mi rimase facilissimo l’ingresso specialmente nel campo dell’ardware riparando anche diverse schede buttate da altri: Ora a distanza di tanti anni, mi sarebbe facile rispondergli se già non si sarà risposto da solo.
Preferisco rimanere in silenzio, caso vorrà che saranno gli altri a rispondergli.
MORALE DELLA FAVOLA: Se veramente le materie dei corsi presentati vi piaceranno e avete vera passione per queste materie, studiate con calma, leggete più volte il contenuto della lezione e possibilmente se disponete di una stampante, fatene una copia. Vi servirà sempre.
Sono sicuro che diventerete de veri esperti in tutti i settori più ricercati attualmente.
E, per finire, dedico questa lezione a quel ” figliuolo ” che ho nominato con la certezza che ora comprenderà cosa c’è dentro un computer.