Terra funzionale? Non mi sono chiari alcuni concetti.

[tommy100]

Salve,
ho dubbi nel capire il funzionamento della "terra".
Ad esempio, nella trazione elettrica ferroviaria il conduttore di ritorno
solitamente utilizzato è la terra. Vorrei sapere se
in un ipotetico impianto di questo tipo (ad esempio una tratta
di 100Km) nel terreno esiste un movimento di cariche (di ritorno)
fino alla stazione di alimentazione.
Se ipoteticamente si potesse "visualizzare" in qualche modo il movimento di
questo "circuito di ritorno", si vederebbero le cariche elettriche che attraversano il
terreno fino ad arrivare al punto di collegamento dei dispositivi che alimentano
quella tratta ?!?
E se in quei 100Km, il terreno presentasse diversi livelli di resistività (ad esempio
una zona densamente rocciosa) come verrebbe assicurato il flusso della corrente di ritorno ?

Grazie a chi vorrà chiarire il mio dubbio.
Tommy.

[Candy]

Sommariamente, a parte il punto dove la corrente entra ed esce dal terrano, puntazze di materiale conduttore, poi c'è l'intero globo enro cui si può muovere. Certo sarà la via elettricamente più breve possibile, ma quale che sia il percorso è difficile da dire.

[attilio]

nella trazione elettrica ferroviaria il conduttore di ritorno
solitamente utilizzato è la terra

A dire il vero, di solito il conduttore di ritorno è dato dalla rotaia. Che poi la rotaia sia collegata a terra è per ragioni molto simili a quelle che determinano la messa a terra del neutro nei sistemi di distribuzione.

Se ipoteticamente si potesse "visualizzare" in qualche modo il movimento di
questo "circuito di ritorno", si vederebbero le cariche elettriche che attraversano il
terreno fino ad arrivare al punto di collegamento dei dispositivi che alimentano
quella tratta ?

Io immagino di vedere l'onda elettromagnetica, una specie di effetto domino dovuto alle transizioni elettroniche negli orbitali atomici. Però mi rendo conto che immaginarsi le particelle (cariche) che percorrono singolarmente tutto il circuito fino a ritornare al generatore è più bello ed intuitivo.

Ad ogni modo, esistono invece veri e propri sistemi elettrici che usano il terreno come elemento conduttore. E' vero che la resistività spesso presenta delle discontinuità, ma è anche vero che ciò tende a diventare trascurabile in maniera inversamente proporzionale all'aumento della sezione, e in quanto a sezione, il terreno ne ha... da vendere

[tommy100]

Ok, ed è proprio qui che nasce il dubbio.
Il conduttore "virtuale" di ritorno (attraverso il terreno), dovrebbe
ricongiungersi al circuito di alimentazione dell'intero sistema in esame.
Permettetemi la domanda cretina e ovviamente dettata dalla profonda ignoranza:
"ma come fanno le cariche elettriche a sapere che devono chiudere proprio
quel circuito (attraverso il terreno) e quindi ritornare alla posizione di partenza ?

Inoltre dobbiamo sottolineare che il sistema in oggetto che usa la terra come
conduttore di ritorno non è l'unico esistente. Bisogna tener presente che altri
sistemi dello stesso tipo sono funzionanti contemporaneamente. Le cariche come
fanno a riconoscere (scusate ancora !) "per così dire, da che parte andare" per
ricongiungersi ai circuiti di alimentazione "proprietari". (c'entra forse un concetto
di condivisione di campi elettrici differenti ?)

Tanto per complicare le cose, ipotizzo che ad esempio nella trazione elettrica
in corrente continua sia il conduttore positivo ad essere collegato al cavo aereo
(dove poggia il pantografo dei treni) e il negativo torna attraverso terra.
Ma a scuola non ci hanno insegnato che il verso della corrente continua è per convenzione
dal polo positivo a quello negativo, ma nella realtà gli elettroni scorrono in direzione
opposta (dal negativo al positivo).
E allora quali cariche scorrono nel terreno (positive o negative ?) e come quest'ultime
si richiudono verso il circuito originario ???
In effetti non ci capisco più niente !!!

grazie ancora....

[Candy]

Lo stesso dubbio ti potrebbe venire per la distribuzione elettrica comune. Ad esempio un linea elettrica che dal trasformatore parte per alimentare più carichi, come, per fare un esempio, diverse abitazioni. PArte della linea è comune ad abitazioni diverse. Come faranno le cariche a sapere che strad devono prendere e come e dove tornare?

Un volta ci facevano studiare Kirchhoff e le equazioni ai nodi. La terra, come conduttore comune, non è immune a questa regola.

[tommy100]

Gentilmente, potresti essere più chiaro ? Se Kirchhoff e le equazioni ai nodi
spiegano la teoria, potresti aiutarmi a capire semplicemente cosa succede ?
Non ho bisogno di una spiegazione approfondita con numeri o formule, mi serve
solo capirne il principio di funzionamento....grazie

[Candy]

La terra funziona da conduttore elettolitico, chiudendo un circuito. Le cariche entrano perché parimenti ci escono, e non hanno le idee confuse per sapere con che circuito richiudersi. Semplicemente se ci fosse il dubbio, non ci sarebbe il circuito chiuso.

[tommy100]

Forse sono io che non mi sono spiegato bene.
Penso che il quesito meriti ulteriori approfondimenti in quanto
le variabili in gioco sono veramente tante e non tutte
semplici da analizzare, almeno dal mio punto di vista.

[attilio]

Dopo pranzo avevo scritto un messaggio, non lo trovo, devo aver dimenticato di inviarlo e non c'è nemmeno nella cache, ora non mi va di riscriverlo, ne riporto solo qualche punto.

ipotizzo che ad esempio nella trazione elettrica in corrente continua sia il conduttore positivo ad essere collegato al cavo aereo (dove poggia il pantografo dei treni) e il negativo torna attraverso terra

Insisti ma non è proprio così che funziona. Il positivo (+) in uscita dal raddrizzatore è collegato alla catenaria, il trasformatore AT a bordo dei locomotori, è sottoposto alla d.d.p. tra la catenaria stessa (attraverso il pantografo) e la rotaia, che è collegata a massa (-) ed anche a terra ma per altri motivi.

ma come fanno le cariche elettriche a sapere che devono chiudere proprio
quel circuito (attraverso il terreno) e quindi ritornare alla posizione di partenza ?

Se forse immagini il terreno come un conduttore vero e proprio ma di tipo "sociale", forse riesci a semplificare il concetto.

Ma a scuola non ci hanno insegnato che il verso della corrente continua è per convenzione
dal polo positivo a quello negativo, ma nella realtà gli elettroni scorrono in direzione
opposta (dal negativo al positivo)

Sono appunto convenzioni, che non devono però far dimenticare che ad uno spostamento di cariche elementari negative in una direzione, ne corrisponde uno di cariche elementari positive in direzione opposta.
Ma sono cose che servono solo a mettere confusione in testa

[tommy100]

Prima che mi rispondessi ci pensavo e ripensavo. Mi sa che, nei vari tentativi di cercare una soluzione
al quesito, ho fatto parecchia confusione. In effetti, quella che proponi, sembra essere
la più logica e anche la più intuitiva. La terra vista come un unico conduttore di ritorno.
Elaboravo il problema in forma più articolata, ma forse, come dice il principio del Rasoio di
Occam: "A parità di fattori la soluzione tende ad essere la più semplice" !!!
Un ringraziamento a te e agli altri che mi hanno risposto.
grazie ancora. Ciao.
Tommy.