Domanda di base sui circuiti elettrici

[Patty]

per voi che siete del mestiere...
Salve, sono una maestra e vorrei dare ai miei alunni alcune basi sui circuiti elettrici.
Il mio motto è: meglio poco ma esatto che tanto e fatto male.
Mi aiutereste?
La mia domanda è questa:
essendo che la corrente elettrica circola solo se il circuito è chiuso,
in che modo la corrente della centrale raggiunge la cabina di smistamento delle utenze domestiche?
devo pensare che ci siano dei cavi di ritorno verso la centrale....
in effetti su Wiki ho trovato questo:
"L'energia elettrica si manifesta con il passaggio di elettroni nei cavi, che devono tornare tutti all'ente erogatore così come ce li ha dati, noi paghiamo al fornitore dell'energia (ENEL, ENI ecc.) il movimento degli elettroni, questo movimento di elettroni prende il nome di corrente elettrica."

Ma veramente mettono dei fili di ritorno oppure, quando esce dalle utenze domestiche, la mettono a terra?
Scusate la domanda banale ma chiedendo in giro (fra i non addetti ai lavori) nessuno mi sa rispondere
anzi... non si sono nemmeno mai posti la domanda
Grazie a tutti coloro che mi risponderanno

[Candy]

Sì, in linea di massima è così. Nei sistemi di distribuzione i conduttori soono tipicamente tre, (sistemi trifase) e grazie all'artificio dello sfasamento tra le correnti, di fatto c'è un continuo moto di cariche che vanno e che vengono. La cosa è un pochettino complessa, non bisogna immaginare che in alcuni conduttori la corrente abbia una direzione costante e viceversa nei restanti. C'è invece un'alternanza tale per cui in qualunque istante la quantità di corrente entrate è uguale a quella uscente. Questo nei sistemi trifase. Si individiano abbastanza bene sui tralicci, perché sono sempre presenti almeno tre conduttori.

Ma in taluni casi si utilizza realmente la terra come conduttore naturale.

Quindi a dei bambini si può tranquillamente dire che: la corrente elettrica non è possibile accumularla, o comunque lo è in quantità limitatissima, ed il trasporto avviene tramite le linee elettriche ed in parte anche tramite la terra. Non credo sia molto interessante approfondire i meccanismi delle correnti alternate e polifasi.

Attenzione poi a non confondere la corrente elettrica, con l'energia elettrica. Mi sembra strano che a dei bimbi si spieghi già la corrente.

[Patty]

Grazie della risposta Mauro,
in effetti io non spiegherò niente
e quindi niente alternate e polifase
d'altra parte è inutile che mi avventuri in un campo che non conosco sufficientemente bene.
Mi limiterò a fargli fare delle osservazioni su alcuni circuiti che ho costruito
(serie, parallelo, deviatore, reostato)
l'obiettivo è che siano ben chiari solo pochi concetti:
circuito chiuso, materiali conduttori, alimentatore, utilizzatore, intensità (luminosa come indicatore di intensità di corrente)

L'anno scorso ho fatto una prima esperienza del genere:
fornendo a dei bambini di quinta una batteria, due cavi e una lampadina dovevano riuscire ad accenderla.
All'inizio hanno brontolato perché non avevo spiegato nulla
ma in 13 minuti cronometrati, la prima coppia è riuscita ad accenderla (per prove ed errori)
solo dopo abbiamo fatto ipotesi sul fenomeno osservato

La mia domanda a voi era motivata dal fatto che se, una volta capito il concetto di circuito chiuso, un bimbo mi chiedesse "ma allora anche dalla centrale c'è un cavo che parte e uno che arriva?"
e a questa non vorrei farmi trovare impreparata i bimbi di oggi sono assai svegli!

[dukeuniver]

Ma veramente mettono dei fili di ritorno

Il sistema di trasmissione dell'energia è del tipo a tre fili (trifase), gli alternatori in centrale "producono" potenza a 50 Hz e tensione di circa 15 kV (comunque nel campo della media tensione), la corrente è dipendente dalla potenza richiesta (carichi).
Trasformatori elevatori innalzano il livello di tensione in uscita dalla centrale, per ridurre le perdite durante "il trasporto". Le più comuni reti AT, sono esercite a 132 e 220 kV, ma le dorsali "portanti" sono comunemente a 380 kV. La tensione viene successivamente ridotta, tipicamente a valori di 9-20 kV nelle cabine primarie AT/MT, e successivamente ulteriormente abbassata nelle cabine secondarie MT/BT, per essere distribuita ai valori di esercizio di 230/400 V.
In tutta questa trafila, il sistema di distribuzione rimane trifase. Ciascuna fase costituisce il conduttore di ritorno di quella precedente. Considera tre vettori sfasati di 120° elettrici e forse ti sembrerà più chiaro.

Saluti

[IsidoroKZ]

Mi sembra che abbiate dato delle risposte complicate a una delle poche maestre che si impegna a insegnare cose corrette. E` vero che e` trifase, e` vero che il neutro e` a terra, ma spiegarla in termini di fasori a ragazzini delle elementari mi pare complicato.

Il discorso che farei io piu` o meno e` questo

E` vero, la corrente circola solo quando il circuito e` chiuso, c'e` un filo di andata e uno di ritorno della corrente. Tutte le spine hanno almeno due contatti (poli), perche' serve sia l'andata che il ritorno.

E magari, gia` che ci siamo, un cenno storico. All'inizio della distribuzione dell'energia elettrica c'era uno dei due fili che faceva sempre da andata e l'altro sempre da ritorno, era il sistema in corrente continua di Edison, lo stesso tipo di corrente che esce dalle batterie quando si collega un carico. La batteria spinge la corrente fuori dal polo positivo e la risucchia (tutta, ne' di piu` ne' di meno di quella che e` uscita) dal polo negativo.

Poi per motivi tecnici complicati, si e` preferito fare in modo che i due cavi si scambiassero di ruolo 50 volte al secondo: per un tempo piccolo piccolo la corrente arriva da un conduttore e torna dall'altro, 10 millesimi di secondo dopo la corrente scorre a rovescio, e cosi` via.

Magari si potrebbe anche osservare che molte spine hanno tre contatti, il terzo e` la terra che serve per motivi di sicurezza. Ma li` diventa piu` complicato.

PS: mia richiesta a tutte le maestre (avevo ottenuto ascolto solo da mia suocera ). Quando date i problemi, le unita` di misura vanno SEMPRE dopo il numero, e mai con il puntino dietro. La mamma manda Pierino a comprare _Kg. 3 di mele e` un obbrobrio! Innanzi tutto una mamma che parla cosi` dovrebbe essere allontanata dal figlio, tutti dicono vai a comprare 3 chili di mele . Poi il prefisso k e` minuscolo, l'unita` di misura va dietro al numero e senza puntino perche' non e` una abbreviazione. QUindi va a comprare 3 kg di mele.

[dukeuniver]

Avevo letto male, mi era sfuggito si parlasse di bambini.

La mia domanda a voi era motivata dal fatto che se, una volta capito il concetto di circuito chiuso, un bimbo mi chiedesse "ma allora anche dalla centrale c'è un cavo che parte e uno che arriva?"

Allora puoi semplicemente dire che le cose stanno più o meno in quei termini. Tuttavia essendo il sistema un po' più complicato, i cavi sono tre e non due.
A quell'età in effetti non è necessario saperne di più, e poi bisognerebbe partire da lontano.
Magari puoi aiutarti con un disegno o con un immagine tipo questa:

[Candy]

Mia figlia fa la quinta. Sta già facendo estrema fatica a capire il concetto di multiplo e sottomultiplo e, seppure ne conosca la definizione, l'equivalenza ed in parte la proporzione, resta confusa e si perde uscendo dallo schema scolastico.

Insomma, a questa eta, non gli sorgono domande strane. Assumono cosa gli si racconta e, forse, preferirebbero fare altro...

Ricrdo inoltre il mio libro di terza media, terza media, terza media. (Quindi avevo circa 13 anni): in mezza pagina di libro c'era tutto il trattato sulla corrente elettrica, che concludeva in questi termini: "nei circuiti serie si ha una bassa intensità e minor sezione, invece nei circuiti parallelo si ha una maggiore intensità e maggiore sezione"... Peccato che non ci fosse scritto l'intensità e la sezione di cosa.

[aldofad]

in effetti su Wiki ho trovato questo:
"L'energia elettrica si manifesta con il passaggio di elettroni nei cavi, che devono tornare tutti all'ente erogatore così come ce li ha dati, noi paghiamo al fornitore dell'energia (ENEL, ENI ecc.) il movimento degli elettroni, questo movimento di elettroni prende il nome di corrente elettrica."

Non ci credevo, è proprio vero, è scritto in Wikipedia su "Alimentazione elettrica" alle prime righe.

Consiglio caldamente di leggere la versione inglese di questo argomento..

[Fabio992]

Sinceramente non la trovo una cosa molto "azzeccata" andare ad insegnare a dei bambini delle nozioni di distribuzione dell'energia. Penso che si farebbero molta confusione in testa e imparerebbero "cose a memoria" senza dargli alcun senso. Oltretutto, il fatto che venga stimolata la curiosità in ambito elettrico a un bambino di 10 anni non è proprio il massimo. Un conto è andare a vivisezionare un'ape, un conto è andare a mettere le mani sulla presa elettrica per cercare di riprodurre l'esperimento in classe con la lampadina. Personalmente mi vengono i brividi. Piuttosto potresti dargli qualche nozione di sicurezza elettrica.

[dukeuniver]

Ma no, dai.

Penso che si farebbero molta confusione in testa e imparerebbero "cose a memoria"

Non mi pare che la maestra voglia insegnare l'elettrotecnica a quei bambini, quando dargli qualche semplice spiegazione su fenomeni che essi hanno sotto gli occhi tutti i giorni. Soprattutto, farlo senza appunto dare indicazioni errate. Mi pare fosse quello lo scopo.

Oltretutto, il fatto che venga stimolata la curiosità in ambito elettrico a un bambino di 10 anni non è proprio il massimo.

Perché?
Stimolare la curiosità dei bambini è una cosa importante, anzi, fondamentale!
Ovviamente verrà specificato e spiegato che la corrente elettrica di casa è pericolosa e mortale, diversamente da quella di una batteria da 9 volt.
Un esperimento condotto in maniera coscienziosa, supportato da quattro nozioni di base, soprattutto sulla sicurezza, è solo da lodare.

Un conto è andare a vivisezionare un'ape

Ecco, questo sì che lo troverei diseducativo!