Lezione 2 – Misure di Tensione e Corrente
MISURE DELLA TENSIONE E DELLA CORRENTE
Per misurare l’intensità di corrente che percorre un circuito elettrico (Ad esempio, il circuito di fig.1 che alimenta un qualsiasi utilizzatore che può essere una o più lampadine, un ferro da stiro, una stufa per riscaldamento o un motore come un phon per capelli o un aspirapolvere. Indico questi utilizzatori con la lettera “M”. L’impianto è semplice e cioè a due conduttori e a corrente alternata monofase 220 volt ) si INSERISCE in esso uno strumento che può essere ANALOGICO o DIGITALE chiamato AMPEROMETRO ( A ).
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Per misurare il valore della tensione, o differenza di potenziale (d.d.p. o f.e.m.), applicata ad un circuito, si pone in esso – in derivazione – uno strumento analogico o digitale chiamato VOLMETRO ( V ).

Ricordare sempre che l’amperometro si inserisce in SERIE e cioè sezionando uno dei due conduttori del circuito; il volmetro invece – in derivazione – si pone in PARALLELO fra due capi dei due conduttori del circuito stesso. La resistenza -espressa in OHM – viene misurata con uno strumento analogico o digitale chiamato OHMMETRO.

La resistenza di un circuito elettrico, di una sola resistenza, o di una o più unità utilizzatrici (Lampadine, ferri da stiro, resistenze di forni – stufe elettriche o di altro tipo, bobine di rame, motori elettrici, ecc.) viene sempre misurata senza tensione di lavoro e cioè senza corrente elettrica circolante.

L’ Amperometro, il volmetro e l’ ohmmetro – di tipo analogico – sono costituiti all’interno da un nucleo magnetico ( Lamelle in ferro unite l’una all’altra ) vedi immagine campo magnetico e da una bobina mobile collegata ad un indice (Lancetta) che scorre su un angolo di circa 180 gradi e rappresentato da una scala graduata e tarata su diversi tipi di misurazione ed in particolare per i tre pricipali: TENSIONE (VOLT) – CORRENTE (AMPER) – RESISTENZA (OHM). Si riporta qui di seguito una foto generica di strumento analogico.
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Gli strumenti digitali, hanno la stessa funzione o scopo di quelli analogici ( L’unica differenza sta nella loro maggiore precisione ). Sono completamente diversi da quelli analogici ed il valore di misurazione non viene creato da azioni elettrodinamiche ma viene letto e decifrato da circuiti elettronici ed il risultato viene evidanziato in uno schermo a cristalli liquidi. Si riporta qui di seguito una foto generica di strumenti digitali.

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LEGGE DI OHM

E’ merito del Fisico Tedesco GEORGE OHM l’aver definita, nel 1829, la legge sulla conduzione dell’elettricità:

V = R x I

Questa formula afferma :
Il valore della tensione ( v ) applicato ad un circuito elettrico è uguale al prodotto della resistenza ( R ) del circuito stesso per l’intensità ( I ) di corrente che lo percorre.
Conoscendo due delle TRE grandezze elettriche dell’uguaglianza V = R x I, si può ricavare il valore della terza incognita:

I = V : R R = V : I

ESEMPI :

1) Dai dati di targa di una stufa o di altro utilizzatore
elettrico, si rileva:
– Tensione di lavoro , 220 volt c.a.;
– Corrente di assorbimento , 5 amper.
Determinare il valore della resistenza.
R = V : I = 220 : 5 = 44 ohm.
Pertanto, il valore della resistenza della stufa o di altro utilizzatore
è di 44 ohm.

2) Calcolare il valore dell’intensità di corrente assorbita da una
normale lampadina che funziona con una tensione di lavoro di 220
Volt c.a. e il suo filamento interno presenta una resistenza di 647
Ohm.
Determinare il valore della corrente.
I = V : R = 220 : 647 = 0 , 34 A.
Pertanto, l’intensità di corrente assorbita dalla lampadina durante
il suo funzionamento è di 0 , 34 A e cioè di 340 Miliamper.

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CADUTA DI TENSIONE

Il valore della tensione misurata alla fine di una qualsiasi linea elettrica percorsa da corrente , E’ sempre inferiore al valore effettivo della tensione applicata all’ inizio della linea stessa. La differenza tra i due valori dà la caduta di tensione .La caduta di tensione dipende da tre fattori principali :

RESISTIVITA’ specifica del conduttore e cioè tipo di metallo ( Rame , Alluminio ,
Oro , Argento , ecc ) determinata da uno spezzone di conduttore lungo un metro e della sezione di un millimetro quadrato.
LUNGHEZZA del conduttore espressa in metri lineari .
SEZIONE del conduttore espressa in millimetri quadrati.
Le caratteristiche dei conduttori elettrici vanno rilevate alla temperatura di 20 gradi centigradi.
Le tolleranze di caduta di tensione rispetto alla tensione effetiva di fornitura vanno dal quattro al sei per cento massimo.

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POTENZA ELETTRICA

La potenza elettrica p ( Che è il lavoro compiuto in 1 secondo ) si misura mediante uno strumento chiamato WATTMETRO e la sua unità di misura è il W A T T .
La potenza , P espressa in WATT , è definita :

a) In corrente continua dalla formula : P = V x I
b) In corrente alternata , negli impanti monofase , dalla formula :
P = V x I x COS/FI
Cos/fi è il fattore di potenza.

La potenza si esprime con l’unità di misura WATT.
Il WATT ha i suoi multipli :
KILOWATT ( 1000 WATT = 1 KW)
MEGAWATT ( 1.000.000 WATT = 1 MW ).
Una potenza di un KILOWATT fatta funzionare per la durata di un’ ora, si chiama
KILOWATTORA (KWH).
L’apparecchio che misura i consumi elettrici espressi in KW si chiama CONTATORE.
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CENNI SULLA LEGGE DI JOULE

Il Fisico Inglese JOULE , nell ‘ anno 1841 stabilì la legge che rappresenta la quantità di calore che bisogna somministrare ad 1 Chilogrammo di acqua distillata per elevare la sua temperatura di 1 grado centigrado.
Precisamente , da 14,5 gradi a 15,5 gradi C.
L ‘ effetto joule viene utilizzato in particolari applicazioni elettriche quando si richieda una
generazione di calore. Ad esempio nei ferri da stiro,nelle cucine elettriche, nei riscaldatori
ad acqua ( BOILER) , nelle stufe elettriche ( Radiatori ), ecc , il calore viene ottenuto facendo circolare la corrente in speciali conduttori ( RESISTENZE) contenuti nell’apparecchio.
Tali resistenze NON sono di RAME che ha basso valore resistivo , ma sono costituite da conduttori speciali di elevata resistenza (Generalmente di NICHEL-CROMO).

Fine della SECONDA lezione.
La terza lezione tratterà degli impianti elettrici domestici.

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C U R I O S I T A’

Quando scendete le scale di un palazzo , il vostro cervello , attraverso il suo mezzo visivo calcola rapidamente l ‘ altezza di ogni scalino e ordina ai suoi organi di movimento periferici l’angolazione , il livello di inclinazione , la velocità , l ‘ altezza da mantenere e la forza. Provate – di contro – a scendere le scale nell’oscurità. Il cervello incontra serie difficoltà e per questo ricorre anche all’equilibrio ed al tatto.
Capita anche,scendendo le scale con illuminazione , che uno scalino sia più basso o più alto degli altri. E’ sufficiente – a volte – un solo centimetro. Anche in questo caso il cervello incontra serie difficoltà e ciò perchè quella piccola diversità di quel determinato scalino non rientrava nella programmazione già fatta (Serie di scalini uguali ). Quanto sopra scritto,vale per qualsiasi altra azione non logica e cioè casuale.
Il cervello umano – il più evoluto sul Pianeta TERRA – non è all ‘ altezza per prevenire le C A S U A L I T A ‘.
Infatti se si lancia in aria una moneta di metallo e la si fa ricadere in terra,il cervello umano non sarà mai in grado di stabilire quale faccia guardi verso terra e quale guardi verso l ‘ alto (…. Testa…o Croce…). Così anche per i numeri uscenti dei vari giuochi delle lotterie.
In definitiva le CASUALITA’ non possono essere prevenute e pur ricorrendo alla scienza della STATISTICA od a un SUPERCOMPUTER , questi darebbero risultati completamente negativi.
Un “ESSERE” inimmaginabile che – ipoteticamente – possedesse le conoscenze ed il sapere
per annullare le CASUALITA’ , sarebbe anche in grado di prevedere l’ evoluzione futura non solo della TERRA ma di tutto il COSMO.
L ‘ IGNORANZA che è alla base della casualità non è imputabile ad alcuna scienza a noi conosciuta ma è caratteristica propria della natura.

Fine.Alla prossima.Tutti possono inviare le loro domande.