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Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Circuiti e campi elettromagnetici

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[1] Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto UtenteCibachrome » 7 nov 2018, 21:42

Salve o buonasera :-)

Qui potete trovare la premessa che avevo scritto:

viewtopic.php?f=1&t=73520&p=766415&hilit=+mosfet+cibachrome#p766415

Ho ripreso l' elettrotecnica perché i dubbi, le lacune, le difficoltà che ho etc..., sono maggiori rispetto a quanto pensavo/credevo, quando ho aperto la discussione che ho linkato sopra.

Ammetto che verso la fine di quella discussione mi ero scoraggiato (ed anche su questo forum non è la prima volta che mi succede), che ero consapevole fin dall' inizio che stavo facendo un po' il passo più lungo della gamba, che non è per nulla facile stare lontani da determinati componenti/argomenti come ad es. "i mosfet, BJT, etc..." e dai sogni/progetti elettronici o/e di elettrotecnica (ultimamente sono pure aumentati di numero) che che non vedo l' ora di realizzare il prima possibile sia du fidocadj sia dal vivo.

Sul libro della Jackson Italiana Editrice, ho trovato questo:

Tipi di circuiti.jpg


Pensavo che fosse una soluzione o un trucchetto che mi permettesse finalmente di capire in qualsiasi circuito quando ad es. una o più resistenze oppure uno o più condensatori sono in serie oppure no.

Invece è bastato arrivare alla pagina successiva, dove c'è un circuito serie-parallelo con 1 batteria e 4 lampadine, per farmi venire i dubbi, per mettermi un po' in difficoltà e per pensarla diversamente riguardo al tipo di collegamento delle 4 lampadine.

Ho deciso che era il caso di fare un passo indietro ed andare su circuiti più semplici. Ma anche qui ci sono dubbi e un po' difficoltà.
Ho iniziato disegnando un circuito su fidocadj però alla fine mi sono lasciato prendere la mano e sono arrivato, per il momento, a 28 + 1 da finire. :mrgreen:

Su questo la resistenza R1 è in serie.

Invece su quest' altro:


La resistenza R1 pare essere in serie. Però se guardo la batteria mi viene da dire che R1 sia in parallelo.


Con questo:


Secondo me, nel nodo B la corrente (elettroni) si divide in due. Una parte va sinistra ed una parte va a destra. Poi si riunisce nel nodo C. La corrente al nodo D dovrebbe essere minore rispetto a quella che dal generatore arriva al nodo B.
Andando a leggere il testo, nella foto che ho pubblicato, mi pare che la resistenza R1 (collegata ai nodi B e C) non sia in serie.

Invece in quest' altro:


Secondo me, valgono le cose che ho scritto per il circuito precedente (cambiano però le lettere). Però c'è da aggiungere che se guardo la batteria sia R1 che il ramo CD mi sembrano in parallelo.

P.S ho provato svariate volte ma l' ultimo circuito non me lo visualizza. L' ho poi rifatto da capo ma qui continua ad apparire solo lo sfondo bianco.
Ultima modifica di Foto Utenteadmin il 10 nov 2018, 11:59, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: Rifatto l'ultimo schema con FidocadJ
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[2] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utentearkeo2001 » 7 nov 2018, 22:45

Comprendo i dubbi... Una possibile strategia in questo caso solida è pensare di essere tu stesso un elettrone. Che fai? Esci dal polo negativo e guardi dove puoi andare. Così facendo vedi che le prime due figure sono perfettamente equivalenti nonostante la grafica che può fuorviare se non si è abituati.

Per la terza figura conviene pensare a condutture d'acqua; è esperienza comune che là dove si ramifica ne andrà di più dove la resistenza al moto è minore e il ramo in alto è addirittura un tratto a resistenza nulla; difatti passa tutta lì e niente attraverso la resistenza che è come se non ci fosse. E' un corto perfetto stile "do not try at home" :D
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[3] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utentearkeo2001 » 7 nov 2018, 23:24

Aggiunta: solo ora ho riletto e resta in sospeso l'importante questione della corrente, parliamo ora solo della terza figura.

La corrente è (detta semplicemente) l'equivalente dell'acqua nei tubi, quella che entra da una parte deve uscire dall'altra (salvo sorgenti e pozzi/perdite). Quindi non è diversa ai due capi della resistenza (in corto, ma lo vediamo tra un attimo): piuttosto è uguale ed è quella che scorre entro l'unica maglia di cui è costituito il tuo circuito. Quello che cala è la tensione, difatti il V=RI esprime la caduta di tensione ai capi della resistenza. Ma nella formula compare solo I, altro modo di vedere il fatto che la corrente "è una".

Un'altra osservazione è che al tratto continuo BC puoi sostituire una resistenza di valore nullo e considerarle in parallelo. Puoi facilmente vedere dalla formula della resistenza equivalente, che siccome al numeratore c'è il prodotto delle resistenze, la resistenza totale è nulla e i torni contano, ops, devo aver sbagliato l'ortografia; insomma, la corrente è quella corrispondente alla resistenza interna del generatore.
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[4] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utenteclaudiocedrone » 8 nov 2018, 1:21

?% ?% ?% Per carità che "qualcuno" più sensibile di me non veda questo thread che rischia seriamente di andare fuori di testa o peggio... :mrgreen: tornando seri lasciamo perdere analogie idrauliche e formule varie che nello specifico non c'entrano assolutamente nulla e risultano solo fuorvianti;
tutto sta invece nelle convenzioni "fisiche" e di disegno: Già il circuito nella figura del libro è in qualche misura fuorviante in quanto rappresenta componenti reali/non ideali batteria, lampada, interruttore e il verso indicato dalle frecce non è quello convenzionale della corrente ma quello "reale" delle cariche elettriche...
convenzionalmente il verso della corrente erogata da un generatore la fa uscire dal morsetto contrassegnato "+" e entrare in quello contrassegnato "-" (la motivazione è storica, deriva da quando non si conoscevano gli elettroni e si pensava che a spostarsi fossero le cariche positive); poi convenzionalmente negli schemi elettrici (e nei disegni relativi in FidoCadJ) i componenti si considerano ideali (generatore ideale, resistore ideale etc., l'interruttore semplicemente apre o chiude il circuito etc.) così come conduttori ideali si considerano i tratti che si usano per unirli (che siano lunghi un micron o dieci chilometri hanno ugualmente resistenza nulla e non generano alcuna caduta di tensione) inoltre vi è la convenzione "generatore" e "utilizzatore" (ma aprire un testo di elettrotecnica di base è tanto difficile ? ... )
ne consegue che nei tuoi disegni Foto UtenteCibachrome il primo è equivalente al secondo, in entrambi il generatore (ribadisco ideale) di tensione e il resistore (ideale... ) sono tra loro in parallelo poiché sono uniti tra loro per entrambi i terminali e vi è convenzionalmente circolazione di corrente che esce dal morsetto "+" del generatore, attraversa il resistore e rientra nel generatore dal suo morsetto "-"; nel terzo il tratto "aggiunto" in parallelo al resistore semplicemente cortocircuita tutto il precedente (del primo e secondo disegno) parallelo generatore/resistore cortocircuitando di fatto tra loro i morsetti del generatore che ne risulta chiuso su se stesso in cortocircuito (non vi è quindi più alcuna corrente che attraversa il resistore), il quarto non c'è modo di vederlo (probabilmente si può aprendo FidoCadJ e copincollandoci dentro il sorgente ma non ho voglia di farlo :mrgreen: ) quindi non so cosa dirne...
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[5] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utentearkeo2001 » 8 nov 2018, 13:49

claudiocedrone ha scritto:?% ?% ?% Per carità che "qualcuno" più sensibile di me non veda questo thread che rischia seriamente di andare fuori di testa o peggio... :mrgreen: tornando seri lasciamo perdere analogie idrauliche e formule varie che nello specifico non c'entrano assolutamente nulla e risultano solo fuorvianti;
tutto sta invece nelle convenzioni "fisiche" e di disegno:


Vedo tre alternative per interpretare il passo che ho citato. La prima è che non si dovrebbe leggere il thread perché potrebbe mandare fuori di testa in quanto la domanda è stupida, e lo troverei poco comprensivo nei confronti di chi l'ha fatta. Una domanda se si percepisce la buona fede non è mai stupida ed è auspicabile fare il possible per aiutare. L'altra è che il thread rischia di mandare fuori di testa per via dell'analogia idraulica che sarebbe sbagliata. Ma chi altri l'ha usata se non io? E allora trovo un po' inelegante alludere trasversalmente alle persone senza nominarle. Mi tagghi :D, mi dici dove sbaglio e ne parliamo in modo costruttivo. C'è anche una terza possibilità che sarei contento fosse quella giusta; un momento in cui si va di fretta, si nota la solita trita e ritrita analogia dei tubi e cadono le braccia. Lo capisco, e questa è almeno una ragione che a differenza delle due ha qualche concretezza. Prima che io vada a dire quanto ho da dire su questo vorrei puntualizzare una cosa.

Mi hai rimproverato l'analogia idraulica come se fosse la sola cosa che ho scritto. Ma nelle prime due figure io non l'ho usata; ho detto di fingersi un elettrone e vedere dove si può andare. Mi pare un argomento strettamente topologico, esattamente come è il tuo ma con parole diverse, e che non chiama in causa altro. Quindi sarebbe stato opportuno un minimo di "distinguo"; la tua contestazione poteva riguardare la terza figura a meno che non si voglia vedere il percorso dell'elettrone come un sottocaso dell'analogia idraulica ma credo occorra tirare per i capelli le cose per poterlo sostenere.

Ora torno all'analogia idraulica. Basta usare gluglu con "electro hydraulic analogy teach" o parole simili, escono molte cose. Bisogna scremare perché gran parte dei risultati riguardano le analogie formali intese come circuiti equivalenti ed è chiaro che sono due situazioni diverse. Ma anche scremando, materiale non manca. L'analogia, piaccia o meno, è molto usata. Si va da un uso ad alzo zero con le conseguenze negative del caso a qualche articolo in cui viene esaminata criticamente e ne vengono evidenziati i limiti. Cito uno di questi perché quelli "a favore" sono così tanti che non mi sento di utilizzarli come argomento.

https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1086344.pdf

Per avere una valutazione di tutta questa faccenda penso di poter invocare un principio di bontà: se l'analogia fosse totalmente inadatta a illustrare certe idee è presumibile pensare che sarebbe stata abbandonata, però non è così; al contrario è molto utilizzata soprattutto, è bene notare, negli USA che sono i maestri indiscutibili riguardo alla didattica e come si insegnano le cose. Ora, nel caso presente non emergono i limiti dell'analogia perché la topologia del circuito è banale. Se avessimo iniziato a ragionare dei teoremi sulle reti o peggio degli effetti dei campi EM nel circuito reale mi sarei ben guardato di farne cenno. Solo se l'avessi fatto avresti avuto ragione a cassare l'analogia come dannosa ai fini dell'apprendimento.

Faccio qualche considerazione in ordine sparso.

Anzitutto penso che si dovrebbe valutare la situazione caso per caso. Un conto è un insegnamento in un corso in cui è ovvio, occorre procedere in modo da privilegiare un approccio rigoroso o almeno non lassista :D Ma ci sono casi in cui a mio parere qualsiasi mezzo possa aiutare va usato. Io vedo i vari approcci didattici come una cassetta di attrezzi. Provo questo cacciavite. Va bene? No, provo quest'altro. Ancora non funziona? Ne provo un altro ancora. Quindi, spiegare la stessa cosa in modi diversi senza pretendere che ce ne sia una sola per iniziare a capire è solo una ricchezza, non riesco a vederci inconvenienti. Io ho una decina di libri in cui è trattato il transistor. L'ho capito grazie solo a uno di quelli, di un oscuro autore sconosciuto ma didatticamente fantastico, e non con l'elettronica di Millman, tanto per dirne uno. Adesso che so come funziona posso leggere Millman. Qui è lo stesso: se l'esempio idraulico è stato utile, lo si lascia per strada e si capisce che ha dei limiti. Ma intanto ha adempiuto allo scopo.

E qui si apre un altro discorso, quello del rigore. Newton e Leibniz quando inventarono il calcolo facevano qualcosa di molto simile al semplificare dx a numeratore e denominatore di una frazione. Capivano che qualcosa non andava (e credo ci siano anche lettere in cui esprimevano la preoccupazione di usare qualcosa che si faceva sparire ma non poteva sparire) ma intanto si è aperta una strada immensa. Qui è lo stesso. Migliorando le proprie conoscenze si capisce che l'analogia idraulica ben presto è non solo inapplicabile ma anche fuorviante. La fisica è un procedimento iterativo: si parte da qualcosa, si studia, si formalizza, la formalizzazione permette di studiare altre cose e alla fine, solo alla fine si possono sistematizzare i concetti.

Ultimissimo di questo lungo papiro, se vuoi una excusatio non petita ma quanto è successo è uno schema per me tristemente ricorrente; non sarà stato il caso nell'interazione con te ma metto le mani avanti già che ci sono perché viene fuori un concetto generale di portata più ampia. Il fatto che io cerchi di presentarmi volando basso (cfr. mia sign) è sicuramente dovuto alla conoscenza dei miei limiti ma anche perché credo che solo gli argomenti abbiano valore. Ho il timore che tu abbia associato l'analogia idraulica all'ignorante che ha letto due articoli e crede di sapere. Ebbene, è vero, non so e so di non sapere. Ma si può anche usare un esempio imperfetto dopo un lungo giro di riflessioni e valutazioni, soppesando i vari pro e contro, tutte cose che all'esterno non si vedono. Forse, come dicevo in apertura, è successo anche questo che ti ha indotto alla reazione. Reazione che sarebbe comprensibile ripeto, e non ho difficoltà a mettermi nei panni di chi reagisse così. Ma se sai che sinceramente non è stato questo il motivo, e qualsiasi esso possa essere, come non detto.

Spero di essere riuscito sia a spiegarmi sia a mettere in evidenza che ho cercato di essere costruttivo. Mi piacerebbe in generale che si pensasse come prima cosa ai bisogni di chi chiede e valutare se un maggior numero di approcci didattici non possa essere di maggiore aiuto.
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[6] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 8 nov 2018, 15:14

Personalmente trovo che per, "le basi", del''elettrotecnica, l'analogia idraulica renda le cose, al neofita, chiare da subito, pur consapevole che non si può spiegare tutto (per esempio le reattanze), con questo metodo.

saluti.
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[7] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utenteadert » 8 nov 2018, 16:14

L'analogia idraulica è molto utile:
tensione (V)=pressione (P )
corrente (I)=portata (Q)
resistenza elettrica (R)= resistenza idraulica (r)
la legge di hom V=R*I diventa P=r*Q^2
Si passa da una relazione lineare per l'elettrotecnica a una relazione quadratica per l'idraulica.
Questa analogia puo' essere usata per risolvere circuiti idraulici con le regole dell'elettrotecnica.
Ciao O_/
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[8] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utentelillo » 8 nov 2018, 18:29

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[9] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto Utentestefanob70 » 8 nov 2018, 21:37

l'analogia idraulica con il circuito elettrico,considerando i vari elementi che lo compongono si possono riscontrare notevoli somiglianze:

Elementi idraulici--------------- Elementi elettrici
Caduta di pressione (DP)-------Caduta di tensione (DV)
Portata (M)--------------------------Corrente (I)
Resistenza idraulica (R)---------Resistenza elettrica (R)
Pompa--------------------- --------Generatore di tensione
Serbatoio--------------------------Condensatore
Inerzia del liquido--------------- Induttanza

Ma parliamo pur sempre di analogie.....
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[10] Re: Dubbi/difficoltà sui tipi di circuiti

Messaggioda Foto UtenteEdmondDantes » 8 nov 2018, 21:49

Sono quasi totalmente in disaccordo.
Personalmente sono contrario alle spiegazioni con l'elettrone che passeggia lungo il filo, figuriamoci agli esempi con l'acqua corrente.
Sono analogie che rischiano solo di confondere le idee appena si inizia a leggere qualche pagina appena appena più seria sull'argomento.
Possiamo utilizzarli se vogliamo spiegare il fenomeno alla nonna o al bambino di terza elementare, ma non andrei oltre.

Abbiamo esempi, in questo sito, di utenti che non riuscivano a risolvere una rete ad una maglia perché pensavano all'elettrone che se ne va in giro a visitare i vari componenti.
Si ma mezza onda positiva... va avanti... nella mezza onda negativa va indietro... e come arriva dall'altra parte?
Discorso analogo con l'acqua.
Il Conte di Montecristo

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