Tensione alternata, fase e neutro

[LilloAndre]

Premessa: ho fatto il liceo classico, per cui abbiate pietà, su certi argomenti sono una capra anche se voglio migliorare (passare almeno a caprone)

Stavo pensando alla tensione che l'enel fornisce (o chi per essa). A casa arriva una tensiosne di 220 volt. Io, nella mia ignoranza, immaginavo che, considerando i due buchi estremi di una presa ( escludendo quello centrale di messa a terra) come due morsetti a cui arriva una tensione alternata, la tensione variasse tra i due buchi, cioè che alternativamente raggiungesero valori di +220 e -220. Invece leggo che uno dei due buchi, il neutro, sta sempre a zero ( o giù di lì) mentre è solo quello di fase che varia da +220 a -220. È corretto tutto ciò?

[Pixy]

Premessa: ho fatto il liceo classico, per cui abbiate pietà, su certi argomenti sono una capra anche se voglio migliorare (passare almeno a caprone)

Non ti preoccupare non è solo chi studia il classico che potrebbe avere dei dubbi.
Pensa che anch'io non sono certo di quello che ti scrivo

la tensione variasse tra i due buchi, cioè che alternativamente raggiungessero valori di +220 e -220.

Per dire che un cavo è a 220 V positivo, bisogna riferirlo a qualcosa, altrimenti non c'è nessuna differenza di potenziale.
Perciò la fase , alternativamente è ad un potenziale di 220 v superiore al neutro, per poi passare ad un potenziale di meno 220 sempre rispetto al neutro, perciò fra i due cavi non ci sarà mai una differenza di potenziale di 440 V, ma al massimo di 220 V
( questi sono i valori efficaci, in verità la tensione massima arriva a circa 315 V. è questo il valore che si alterna continuamente )

Ma potremmo dire le stesse cose per il neutro.
Il neutro per un semiperiodo è positivo ( fino ai 220 V) rispetto alla fase e per l' altro semiperiodo è negativo rispetto alla fase.( ovviamente durante il periodo ci sarà anche il punto in cui la differenza di potenziale sarà nulla, giusto ?)

Bene.
Allora per semplificare le cose, facciamo così
Diamo ad uno dei due fili un riferimento fisso e diamogli il valore 0 V( scegliamolo a caso) , prendiamo per esempio il filo marrone ( o nero o grigio) che negli impianti elettrici sono la fase.
Il filo blu ( il neutro) rispetto al filo di fase varia il suo potenziale fra + 220 V e - 220 V

E' vero questo? Certo, ma è la stessa cosa se avessi preso come riferimento il filo blu del neutro , perciò la fase varia il suo potenziale rispetto al neutro di + e - 220 V

Sicché non c'è nessuno dei due cavi che è per forza di cose a potenziale zero.

dobbiamo decidere quale dei due fili lo mettiamo come riferimento.
Questo negli impianti è il neutro, perché è stato scelto per essere collegato a terra in cabina e si è dato alla terra il potenziale zero, questo per vari motivi elettrotecnici di distribuzione e di protezione delle linee.

Da qui si comprende che se il neutro è a terra e tu tocchi il filo neutro fra il filo e i tuoi piedi a terra non c'è differenza di potenziale,( o comunque pochi volt, ma tralasciamo il perché) mentre se tocchi il filo di fase fra il filo e i tuoi piedi a terra c'è una differenza di potenziale che varia alternativamente fra + 220 v e - 220 V

P.S. per prendere la scossa ( più o meno forte) comunque bisogna valutare molti fattori

[LilloAndre]

Ti ringrazio per la risposta. Sei quello con la borraccia che si avvicina all'assettato che ha fatto la traversata del deserto. Versa poca acqua, perché troppa potrebbe essere mortale.

Per farti capire il mio dubbio, io sono abituato all'immagine della pila, con un morsetto positvio e uno negativo, fissi.
Passando all'alternata, penserei che alternativamente uno dei morsetti assuma valore +220 e poi -220 passando per lo zero. Invece mi pare- leggendo in giro- che solo uno, la fase, vari fra +e - 220, mentre l'altro resta a zero.
Come si realizza tutto ciò, dal punto di vista pratico? Per me assolutamnete ignorante, sarebbe più facile immaginare che ai due cavi della presa (eslcudendo la messa a terra) si alternino il + e il - 220. Invece è solo ad un cavo che ciò succede, se ho capito bene. All'altro, il neutro, il potenziale resta zero.

[claudiocedrone]

No, non è neppure così... l'errore, concettuale, è proprio di considerare l'alternata come una continua che inverte periodicamente la propria polarità... spiegare (e di conseguenza capire) l'argomento in due parole non è cosa immediata e al riguardo consiglio almeno per cominciare di vedere p. es. su wikipedia le definizioni di corrente continua, corrente alternata e funzione periodica sinusoidale.

P.s. Peraltro la distribuzione della 230 volt (valore nominale unificato ormai da tempo ) alternata "casalinga" non è sempre monofase, in alcuni casi essa può essere bifase e di conseguenza non avere neutro...

[BrunoValente]

Ciao LilloAndre, benvenuto.

Le tue difficoltà derivano dal fatto che il tuo istinto si ostina a vedere le tensioni come fossero delle grandezze assolute, invece sono relative e visto che hai menzionato le pile possiamo provare a fare qualche esperimento ideale con quelle.

Cosa significa che la tensione (o differenza di potenziale) di una pila è di 9V?

Significa che il polo positivo di quella pila si trova ad una tensione di +9V rispetto al polo negativo della stessa pila, non rispetto a qualsiasi altro oggetto. Oppure, che è la stessa cosa, significa che il polo negativo di quella pila si trova ad una tensione di -9V rispetto al polo positivo della stessa pila, non rispetto a qualsiasi altro oggetto.

Immagina ora due pile da 9V collegate in serie, cioè con il negativo della prima pila collegato al positivo della seconda.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Ora siamo in presenza di tre poli: (A) il positivo della prima pila, (B) il conduttore che unisce il negativo della prima con il positivo della seconda e (C) il negativo della seconda. Sapresti dire a quale tensione si trova ognuno di essi?

[LilloAndre]

Grazie per il benvenuto.
Mi verrebbe da dire 9 v tra A e C e sempre 9 tra i capi di B

[stefanob70]

Grazie per il benvenuto.
Mi verrebbe da dire 9 v tra A e C e sempre 9 tra i capi di B

Come ti hanno spiegato,devi sempre seguire il "riferimento" del potenziale rispetto al Polo negativo.
Nell'esempio di bruno le due batterie sono connesse in "serie"quindi significa che puoi misurare due tensioni:
Punto A + B=9V
Punto A + C=18V
Punto B + C=9V
Quindi il potenziale della Pila "1" si puo' trovare a +9V rispetto al punto "B",ma anche a potenziale +18V rispetto al punto C della pila 2

[LilloAndre]

Non citare i messaggi per intero. Usa il tasto rispondi.

Molto chiaro, sì.

[BrunoValente]

Grazie per il benvenuto.
Mi verrebbe da dire 9 v tra A e C e sempre 9 tra i capi di B

Se con "i capi di B" intendi il polo negativo della pila 1 e quello positivo della pila 2, devi considerare che essi sono collegati tra loro attraverso un conduttore metallico e ai capi di un conduttore metallico non può esistere una tensione. Prova ad immaginare di collegare una lampada tra quei due punti...di sicuro non si accenderà.

Quindi l'aver connesso quei due poli con un conduttore significa averli portati alla stessa tensione e di conseguenza:

A si trova a +9V rispetto a B.

Il polo negativo della pila 1, il polo positivo della pila 2 e il punto B si trovano tutti alla stessa tensione e quindi tra loro ci sono 0V

B si trova a +9V rispetto a C e contemporaneamente a -9V rispetto ad A.

A si trova a +18V rispetto a C

C si trova a -18V rispetto ad A

C si trova a -9V rispetto a B

Come vedi il valore della tensione dei singoli punti non è indipendente ma cambia se cambia il riferimento.

Nella figura che segue abbiamo ancora due pile da 9V ma non sono collegate tra loro, quindi tra B e B' non c'è un conduttore che ci assicura la stessa tensione tra quei poli.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Sapresti dire che tensione c'è tra B e B' ?

[atomorama]

Mi piacerebbe fisicamente capire come la tensione si "smorza" da 230 V alternata a zero, passando attraverso l'utilizzatore dalla fase al neutro.

Gli elettroni nella fase si muovono in senso alternato a causa del campo elettromagnetico nel conduttore, ma che succede nell'utilizzatore? (lampadina o carico induttivo)