Re: Fiamme, microonde e plasmi

From: Giorgio Bibbiani <giorgio_bibbianiTOGLI_at_virgilio.it.invalid>
Date: Sat, 23 Jan 2010 09:30:26 +0100

Soviet_Mario ha scritto:
> uhm ... mi perdo. Ma la velocit� di propagazione
> dell'informazione non � uguale a presindere dalla frequenza
> ? Mi scusassero se ho bestemmiato :-)

Giusto, il limite superiore alla velocita' di propagazione
delle interazioni e' c, la velocita' della luce nel vuoto,
ma la cosa che conta per poter dire che tutte le
parti del sistema sono informate contemporaneamente
delle variazioni della funzione eccitatrice e' il confronto
tra il ritardo di propagazione dell'informazione sul
cambiamento t e il tempo T che la funzione impiega
a variare sensibilmente (tipicamente il periodo
della funzione sinusoidale), se il conduttore ha
dimensioni dell'ordine di l e il segnale si propaga con
velocita' v allora la condizione diventa t = l / v << T,
cioe' l << v * T = lambda, ove lambda e' la lunghezza
d'onda della funzione eccitatrice, cioe' riotteniamo la
condizione che le dimensioni del sistema devono
essere piccole rispetto alla lunghezza d'onda della
funzione eccitatrice.

> Ho fatto anche un pensiero forse bacato : Se l'onda � molto
> lunga, punti diversi della bobina sono circa equipotenziali
> (non so se si dice cos�).

Direi di si' nel caso ad es. di un'antenna di
dimensioni piccole rispetto all'onda e.m.
che la investe, non direi invece nel caso della
bobina, se ad es. il conduttore e' cilindrico
e avvolto per formare un solenoide, ai capi del
quale e' applicata una d.d.p. lentamente variabile,
il potenziale variera' in modo uniforme sulla
lunghezza del conduttore in modo da generare il
campo elettrico che sara' responsabile del moto
delle cariche e del passaggio della corrente.

> MA se l'onda � corta e ci sta
> dentro varie volte, boh, magari capita pure che in certi
> punti dell'avvolgimento debbano capitarci dei "nodi di
> tensione" (altra libera espressione, scusasseromi).

Giustissimo, e' cio' che accade ad es. all'interno di una
cavita' risonante, ci sono dei punti dove il campo e.m.
e' costantemente nullo, e' questo il motivo per cui nei
forni a microonde si usa il "piatto rotante", per far si'
che non rimangano porzioni di cibo mal cotte nei
punti dove il campo presenta un nodo.

...
> Anche perch� portando al limite un discorso del genere mi
> vengono fuori deduzioni assurde : del tipo che dentro un
> conduttore ci siano regioni a potenziale diverso e/o che la
> corrente non sia costante in diverse sezioni, tutte cose che
> non concordano con quel (poco) che so di elettricit�

E' sostanzialmente giusto, salvo che alla frequenza delle
microonde le correnti saranno solo superficiali, quindi
all'interno del conduttore il potenziale sara' costante
e la corrente nulla (salvo in un piccolo strato in prossimita'
della superficie) e sulla superficie del conduttore il
potenziale e la corrente varieranno da punto a punto
e nel tempo.

...
>> un unico valore di L "concentrato" nella bobina, si potra'
>> dire che adesso l'induttanza della bobina sara' "distribuita"
>> su tutto il suo corpo
> pensavo lo fosse anche nei casi normali.

E' solo un modo di dire, nel caso di campi lentamente
variabili si puo' associare al componente un unico valore
costante della grandezza che chiamiamo induttanza e
che entra nella relazione
E = 1/2 * L * I^2
ove E e' l'energia associata al campo magnetico,
diciamo allora che L e' "concentrata" nel componente,
invece se il campo varia "velocemente" la relazione
precedente non vale piu', dato che I adesso varia da
punto a punto del componente, anche se ovviamente
esiste ancora una energia associata al campo e.m.,
diciamo quindi che L adesso e' "distribuita" su tutto
il componente.

>> Aggiungo che all'aumentare della frequenza le cariche
>> tendono a spostarsi sulla superficie del conduttore,
> pensavo lo facessero comunque, a prescindere. Anche alle
> frequenze normali. (infatti i fili di rame sono treccioline
> e non fili massicci per questo ... o � per altro ?).

A 50 Hz l'effetto pelle e' praticamente trascurabile,
per dimensioni ragionevoli dei conduttori di rame, credo
che l'uso di trecciole di rame sia motivato dalle caratteristiche
meccaniche: migliore flessibilita' (sarebbe difficile far
passare dei conduttori rigidi all'interno dei tubi corrugati
sottotraccia) e possibilita' di piegarlo piu' volte di
seguito (non si incrudisce come un filo massiccio).

> Ma forse mi stai dicendo che il fenomeno si aggrava ? Ossia
> ci vuole un filo molto pi� grande per portare la stessa
> corrente ma a alta frequenza ?

Ad alta frequenza invece dei fili bisogna usare ad
es. guide d'onda, cioe' tubi sagomati all'interno dei
quali si possono propagare particolari "modi" del
campo e.m., e che rendono il circuito elettrico piuttosto
simile a un circuito idraulico ;-)

Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani
Received on Sat Jan 23 2010 - 09:30:26 CET

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