Re: Fiamme, microonde e plasmi

From: Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP>
Date: Sun, 24 Jan 2010 13:58:54 +0100

A.D. ha scritto:
intanto grazie delle ulteriori delucidazioni

CUT

>
> Mi sono ricordato! Non � una cosa molto attinente, ma
> indirettamente suggerisce che la tua idea ha un fondamento:
> si trattava di emissione acustica tramite plasma. In pratica
> modulando una plasma tramite un campo elettrico si pu�
> fare in modo che questo si comporti come un trasduttore
> di vibrazioni acustiche. Il plasma in questione � in qualche
> caso una semplice fiammella.

forte. MA in effetti non c'enra direttamente

>> indi, essendo una cosa casalinga, potrebbe bastare la
>> risibile frequenza di rete ?
>
> Nel tuo caso forse dovrebbe essere sufficiente per vedere
> qualche effetto, in generale per� il meccanismo di
> generazione e mantenimento del plasma � molto diverso
> e richiede condizioni particolari: pressione dei gas molto
> bassa,

purtroppo non � una variabile sotto controllo. Il camino
sfiata in aria aperta, quindi dentro, malgrado la lievissima
depressione (infatti aspira) si lavora grossomodo a
P.esterna e di li non si scappa

> e soprattutto campi elettrici molto elevati. Ottenere
> queste condizioni a 50Hz � pi� difficile che non ad alte
> frequenze, con cui � pi� facile ad esempio creare
> circuiti risonanti (che "amplificano" il campo).
> Con 50Hz puoi creare campi magnetici relativamente
> intensi, ma il campo elettrico � quello che �
> (se usi la tensione di rete)...

infatti avevo pensato proprio al campo magnetico. Ora per�
non so se il forno ad induzione lavora alla freq. di rete o
meno. Mi pareva che si potesse fare anche con un banalissimo
trasformatore, con l'avvolgimento a rete di tantissime spire
sottili, e quello attorno al crogiolo di poche spire spesse.
Ergo dovrebbe lavorare anche a bassa tensione, ma generare
campo magnetico intenso che alla fine fa fondere il lingotto
dentro il crogiolo.
Perch� la forza di Lorentz non sarebbe efficace con gli ioni
? Il discorso del libero cammino medio (di cui ero al
corrente) non � forse un problema sia nell'acelerazione
magnetica sia nel caso di quella lineare impressa dalla
tensione ? Come mai il secondo modo (che chiami diretto ma
non so esattamente per quale ragione) sarebbe
intrinsecamente pi� efficiente ?


>
>> Voglio dire che un campo che varia rapidissimamente fa
>> vibrare gli ioni ad alta frequenza. Ma anche un campo che si
>> inverte in modo lento mi parrebbe utile. Per un certo tempo
>> gli ioni accelerano nella stessa direzione, ma prima o poi
>> collidono con le molecole normali, e anche se lo fanno pi�
>> di rado, dovrebbero avere accumulato un certo bagaglio
>> di E cinetica. Non so ...
>
> Si, � vero, ma come ti dicevo il meccanismo pi� efficace per
> trasferire energia cinetica agli ioni � accelerarli con il campo
> elettrico.

perch� ? Vorrei capire questo punto ? Ci sono delle, come
dire, costanti fisiche nelle equazioni che indicano effetti
pi� appariscenti ? TRa l'altro ... bestemmier�, ma non
dipendono cmq dalla scelta di unit� di misura di tensione e
induzione magnetica ?
Voglio dire che con la stessa potenza assorbita, posso far
circolare grandi correnti a bassa tensione e piccole
correnti a alta tensione (giusto sin qui, in soldoni ?),
ergo non capisco neppure se e come mai gli effetti
elettrostatici (o cmq del campo elettrico) debbano per forza
essere pi� eclatanti di quelli magnetici.
Purtroppo, si sar� capito, non mi muovo particolarmente a
mio agio in questi argomenti (e non sono nemmeno un fisico)

> Questo deve essere tanto pi� intenso quanto
> maggiore � la pressione del gas, in quanto il percorso medio
> libero degli ioni � pi� corto ad alte pressioni...
> Per inciso, ottenere campi elettrici elevati anche a basse
> frequenzese non � difficilissimo se parliamo di piccole potenze:
> puoi usare i trasformatori per insegne a neon ad esempio,

umh, non li conosco.
Io ho dei tubi al neon, ma hanno soltanto quel piccolo
scatolino di alluminio (che chiamano reattore) e ho visto
che dentro c'� un condensatore a stato solido e
qualcos'altro che non ricordo. E' pure quello un elevatore
di tensione ? Ma a parte quello, immagino che tu stessi
parlando di insegne molto grandi, e non singoli tubi al neon
... La prima volta che passo da un negozio di elettrotecnica
provo a chiedere di che si tratta, cosa costano, e qualche
specifica tecnica

> che
> prendono in ingresso la tensione di rete e danno in uscita una
> tensione a 4-10KV.
> Basterebbe porre due piastre
> contrapposte su un tubo di materiale non conduttore ed
> alimentarle con l'uscita del trasformatore. [Attenzione:
> l'accrocchio � letale se viene toccato...]

Mmmm. Vabb� che pure alimentare a 220 pu� essere letale.

> Altra opzione � quella di usare una bobina d'ignizione per
> automobili,

ma la bobina che alimenta lo spinterogeno, lavora in
continua o alternata ? E in ingresso non ha soltanto 12 volt ?

> una macchina elettrostatica o un Tesla Coil...
> Il Tesla Coil sarebbe adattissimo: la tensione � pi� alta,
> � alternata e la frequenza � maggiore. Ne puoi tovare uno
> pronto smontando una "plasma ball"...

Ti sembra roba adatta a lavorare in condizioni operative di
inferno ?
Del tipo che la Temperatura dell'accrocchio magari sale a
oltre 100�

>> Ora che ci penso .... chiss� se quegli accendini che fanno
>> una fiamma plasmiforme hanno un circuito RF ... La piletta
>> all'argento ce l'hanno.
>
> No, � solo un getto di gas ad alta velocit�, non viene
> generato elettricamente,

E come viene generato ? LA pressione del butano � la stessa
degli altri. Questo punto non mi convince molto. MA cmq �
ininfluente

> la piletta serve solo per la lucina
> e forse per l'accensione.
>
>
>> questo punto non l'ho capito. Non sono forse conduttivi i
>> metalli non magnetici ? O forse intendevi quelli di cemento ?
>
> I metalli, o in generale i conduttori elettrici schermano
> (riflettono) i campi EM, pi� o meno bene a seconda
> della loro conducibilit� e delle dimensioni. I materiali
> non conduttivi sono pi� o meno trasparenti: attenuano
> un p� a causa di meccanismi diversi (ad es. isteresi
> elettrica o magnetica), ma se abbastanza sottili lasciano
> passare quasi tutto il campo...
>
>
>>>> si potrebbe pensare di avvolgere un gran numero
>>>> di spire lungo il tubo (da alimentare in tensione
>>>> variabile) ?
>>> Si, si pu� fare, ma ci vuole una potenza maggiore...
>> Potresti tentare una stima ?
>
> Non � facile, ma posso azzardare che parliamo di
> ordini di grandezza diversi... Usando un campo
> elettrico l'interazione � diretta e semplice, usando
> un campo magnetico � molto pi� indiretto e
> complicato da modellizzare...
>

non pensavo che fosse cos� incasinato. Dal punto di vista
meramente elettrico molte variabili sono risultate fissate a
priori o cmq scelte.
Ad es. la tensione e la frequenza son quelle di rete. LA
potenza assorbita desiderata sarebbe, diciamo, 50 W. A sto
punto bisognerebbe dimensionare la bobina (quante spire, che
diametro, che lunghezza) ed il nucleo (quanti fili, quanto
spessi, assumendo il normale fil di ferro, magari il ricotto
che � pi� dolce e a maggiore permeabilit� magn.)
Cio�, partirei con l'ottica inversa.
Non : stimare quel che sarebbe ottimare per l'effetto, ma
inizialmente, quel che mi consente di consumare le risorse
prefissate. Poi si valuta se serve a qualcosa o a nada.


>
>> Ad es. una bobina che, a vuoto (concetto da definire),
>> diciamo che lavora con flusso di aria, assorbisse 50 W
>> [CUT]
>> L'obiettivo � ridurre il numero di spire, e cmq ottenere un
>> dispositivo che assorba quei 50, max 100 W (ma meglio la
>> prima). Anzi l'ideale sarebbero sotto carico, ma non so se
>> si possa stimare.
>
> Si potrebbe calcolare con precisione tutto questo, ma
> probabilmente non vale la pena: l'idea di usare un
> trasformatore per insegne a neon � migliore e pi� facile
> da realizzare.

mah, sul pi� facile non so. La bobina e il nucleo li farei
io. I fili di rame li ho gi�, ne ho delle intere matasse, il
ferro non � un problema. Un tentativo lo potrei fare con
solo lavoro manuale a costo zero. Ma nn mi va di tentare a
casaccio, far saltare la corrente e magari incendiare
l'intero avvolgimento e pure scottarmi magari. Per questo
chiedevo una grossolana stima

> Tra l'altro visto che l'assorbimento al
> secondario sarebbe trascurabile, il consumo potrebbe
> essere ben inferiore ai 50W...

Perch� trascurabile ? Immagino che se il plasma si accende
bene la corrente che gli circola dentro salga molto.

> Come dicevo basterebbe applicare due placche ai lati
> opposti di un tubo non metallico, tipo cos�: -(O)-

Si cmq � un'idea pure questa, me la salvo per il futuro. Ora
come ora non ho sotto mano il materiale

> L'effetto � tanto maggiore quanto pi� il tubo � stretto
> (nel senso che il campo risultante � tenzione/distanza),
> ma se la distanza � troppo piccola c'� rischio che si
> inneschi un arco o un corona tra i due elettrodi fuori
> dal tubo, cosa da evitare assolutamente.

gi�. Un tempo pensai anche ad innescare ad arco, ma gli
elettrodi mi durerebbero poco, lavorando in aria. Il TIG
(che usa il tungsteno) dura solo perch� usa un flusso di
azoto o anidride carbonica pura.

> Le parti pi�
> vicine tra gli elettrodi dovrebbero distare almeno
> quattro cm (a spanne).
> Ci sono due tipi di trasformatori: quelli tradizionali
> a nucleo di ferro, e quelli pi� recenti elettronici. Questi
> ultimi sono pi� efficienti e leggeri, ma hanno molte
> protezioni e in questa situazione non si accenderebbero.
> Dovresti usarne uno a nucleo di ferro, che tra l'altro
> a volte pu� essere recuperato da qualche rigattiere...

trasformatori per neon. Idem, me lo segno, e quando ci
capito chiedo

> Ripeto: stai molto attento perch� le tensioni e le
> correnti in gioco sono LETALI!
>
>
>> A prescindere dall'efficacia, una bobina che succhi pi� di
>> 100 W non mi sembra desiderabile. Mi fungerebbe 24
>> ore su 24 tutti i giorni. E non voglio far lievitare la bolletta.
>> Mi scaldo a legna anche per risparmiare !
>
> Ma l'applicazione � prettamente casalinga?!? :-)

si si, all home made.

> Se funzionasse bene potrebbe avere applicazioni ben
> pi� importanti!

Probabilmente non darebbe un reale recupero energetico, e il
dispositivo consumerebbe pi� energia di quella recuperata.
Anzi, ne sono quasi certo.
Ma a me in fondo basterebbe pulire soltanto i fumi.
Anzi, per raccontarne una, ho incrementato in maniera
ABISSALE la resa energetica della stufa pur a scapito di un
deciso peggioramento nel rendimento di combustione,
semplicemente rallentando fortemente i fumi e facendoli
uscire appena tiepidini. Sporcano la canna come il demonio,
perch� evidentemente sono appena appena stechiometrici o
magari persino sotto-ossigenati, ma il solo fatto di ridurre
fortemente il flusso fa si che anche se magari perdono un
dieci per cento del calore generato sul totale del
combustibile, tuttavia lo scambio con il tubo e la canna �
di gran lunga pi� completo, ed emettere fumi appena tiepidi
fa si che consumi parecchio meno legna rispetto a quando
apri l'aria a stecca e la fiamma � bella calda e pulita.
Anzi talvolta brucio per 6-8 ore (o pi�) dei ciocchi di
legno molto massicci senza che nemmeno si alzi una lingua,
semplicemente si forma uno strato di brace che se lo consuma
poco a poco. Se fai affluire il minimo indispensabile di
aria, la brace non tende a raffreddarsi. E' molto curioso il
bilancio energetico della brace mentre brucia. Il fatto �
che l'aria, che � vitale alla combustione, � anche aspirata
fredda e porta tanto inutile azoto, ergo chiuderla al minimo
non soffoca come si penserebbe. Diciamo che bisogna farci la
mano e regolare la velocit� di chiusura e apertura seconda
di com'� lo stato della carica. Se ad es. si chiude di colpo
l'aria con un pieno di legna gi� quasi tutta incendiata, si,
si auto soffoca e poi va in regime irregolare, esplosivo,
perch� pirolizza troppo e di tanto in tanto si autoinnescano
i vapori. Ma sto divagando

>>> [Occhio che se non dimensioni bene il tutto dal
>>> punto di vista elettrico e magnetico puoi
>>> combinare disastri di vario genere... :-) ].
>> Del tipo ? Non vorrei bruciare i circuiti elettronici della
>> casa eh, per sbaglio.
>
> No, questo non pu� succedere perch� interviene prima
> l'interruttore magnetotermico.

no no, dicevo una cosa diversa : non per l'assorbimento.
Pensavo a guai del tipo di un impulso di onde em potenti e
orientate a casaccio. Ma era ironica cmq, avevo visto che
chi crea quei dispositivi si munisce di batterie
impressionanti di condensatori, per cui la normale intensit�
di corrente che produrrei non dovrebbe manco arrivare vicino
a quei valori.

> I disastri a cui alludevo
> vanno dall'incendio, alla folgorazione, passando per
> il nucleo o qualche oggetto metallico che schizza via
> come un proiettile a causa del campo magnetico... :-)
> Tutta roba seria da non sottovalutare...

si si, certo.

>
>
>> Il nucleo di ferrite dovrebbe salvarmi dal rischio
>> di sparare in giro emanazioni em, vero ?
>
> Si, ma non da tutto il resto... :-)
>
>
>> Tra l'altro, che cretino a non averci pensato da solo
>> all'idea del nucleo di ferro !
>
> Io rilancio con l'idea dell'alta tensione... :-)
> Tra l'altro penso che la cosa si potrebbe testare
> in piccolo: basterebbe misurare la temperatura

non ho nessun pirometro salvo l'occhio (vagamente allenato).
Cmq presumo che un netto cambiamento cromatico debba essere
indizio di mutate condizioni del plasma.

Vabb� ti ringrazio. Se puoi/vuoi provare a fare qualche
calcolo per la bobina, ti sono riconoscente.
ciao
Soviet


> di una
> fiammella sottoposta al campo elettrico o magnetico.
> Se la tua idea funziona la temperatura dovrebbe
> aumentare accendendo il campo (supponendo tutte
> le altre condizioni costanti).
>
> Ciao,
> A.D.
>
>
>
Received on Sun Jan 24 2010 - 13:58:54 CET