Induttanza e induttori - Extracorrenti di apertura e chiusura del circuito
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- Опубликовано: 27 авг 2024
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sono un 83 enne perito elettrotecnico : non ho mai sentito o visto una spiegazione così semplice e facilmente comprensibile sull'argomento : veramente bravo !!!
Grazie mille Attilio
Scusa mi sai dire i testi del perito
"Un induttore è un elemento di un circuito che ha una induttanza non trascurabile".
La definizione, posta in questo modo, conferma che Valerio è un eccellente insegnante. Non una parola fuori posto.
Adesso resta da convincere qualche migliaio di colleghi che al Liceo le cose si possono spiegare così. Quella è l'impresa disperata. Quando l'insegnante è bravo, gli studenti mediamente imparano e crescono.
Se vogliamo essere pignoli c'è un errore a circa 3:00...
Un induttore è un componente elettronico in cui è prevalente il fenomeno dell'induttanza; l'induttanza è il fenomeno per cui un componente si oppone al passaggio di corrente di regime.
Mi ritrovo perfettamente in questo commento!!
@@sniper1989xp Ossia?
Esaustivo e mai prolisso. Efficace e comprensibile trattazione dell'argomento reso così fruibile anche ai meno esperti. 👏
Grazie
Quanti ricordi! I tempi della scuola, non ho mai praticato ma sono pur sempre un perito elettrotecnico e i fenomeni transitori che avvengono in corrente continua,induttivi e capacitivi,mi hanno sempre affascinato, ricordo anche il famoso grafico con l’andamento detto “ a dente di sega”. Mi piacerebbe riprendere lo studio di questa materia. Ottimo video. Grazie della dettagliata spiegazione.
Onestamente ha spiegato così chiaramente questo argomento che mi ha spinto a iscrivermi al suo canale. Complimenti meritati anche da parte mia. Spero che possa aggiungere altri video, il campo dell'elettronica è così ampio.
Grazie
Prof lei spiega molto bene ,nel dettaglio e ,i suoi video per me sono istruttivi e preziosi ,grazie
👍💪
@@ValerioPattaro prof esiste un modo per ricordarsi tutte queste formule e le unità di misura di fisica ? perchè sono veramente tante e inizio adesso ma, vorrei almeno per le formule ricordarmele a memoria da subito ,grazie
CCONCORDO AMICO ! GRANDE PROF.
Bravissimo!!!!!
con questi circuiti si accendevano e spegnevano con "andamento lento" le luci dei teatri e dei cinema ...
Guardo spesso i suoi video professore, e devo dirle che nella mia carriera scolastica (medie+università) avrei tanto voluto avere un professore come lei. Sulla parte teorica nulla da dire. Questa volta però mi permetto di farle osservare un aspetto del video che reputo quantomeno da correggere, perché potrebbe portare fuori strada lo studente, e le garantisco che nella mia carriera ho visto spesso progettisti non sapere maneggiare il caso reale commettendo lo stesso errore qui presente.
La simulazione iniziale del circuito, per quanto il programma glielo abbia permesso nella realtà non è possibile, o perlomeno è impraticabile. Anche prendendo induttanze un milione di volte inferiori rispetto ai 10H da lei simulati non è possibile interrompere la corrente istantaneamente. Tutta la teoria da lei esposta successivamente in realtà lo conferma. Cambiamenti (o azzeramenti) di corrente che avvengono in tempi infinitesimi porterebbero con se forze elettromotrici, ovvero tensioni, ai capi dell'induttore (e quindi di tutto il circuito) infinitamente grandi. Facendo due calcoli con un ampere e 10H, con queste premesse si potrebbe tranquillamente arrivare a tensioni di milioni o anche miliardi di volt ipotizzando tempi di apertura (di interruttori sia elettromeccanici che allo stato solido) tipiche dei dispositivi attualmente presenti sulla scena. Non ci sono circuiti reali capaci di gestire questa eventualità. Nella realtà quando ci si trova ad interrompere 1 ampere con un interruttore meccanico e pochi mH di induttanza si provoca una scintilla che altro non è che la tensione che monta sulla capacità del circuito e crescendo arriva a bucare il dielettrico, in questo caso aria, richiudendo (almeno temporaneamente) il circuito e permettendo di "continuare" con la corrente presente prima dell'apertura, fino ad esaurimento dell'energia accumulata nell'induttore. Tra l'altro quando alla fine del video parla di extracorrenti di chiusura ed apertura sta esattamente riportando il caso reale che le ho illustrato pocanzi.
Mi permetta anche di farle notare che lo studente sentendo il termine extracorrenti potrebbe essere tratto in inganno pensando che queste si sommino in modulo, nonostante la formula dica il contrario. In realtà la somma è algebrica e la extracorrente di chiusura è di segno negativo e all'istante inziale va ad azzerare la corrente di regime dell'equazione, salvo poi nel tempo smorzarsi con legge esponenziale, quindi portando a regime la corrente. Idem succede all'apertura del circuito: la corrente di regime è zero, e la extracorrente di apertura è la stessa di regime di chiusura in segno positivo, salvo poi smorzarsi nel tempo con legge esponenziale. Secondo la mia opinione questo è un passaggio che meritava di essere sottolineato, perché le garantisco che tra tutti gli aspetti circuitali, quello legato all'induzione è quello più pasticciato da tutti gli addetti ai lavori sia diplomati che laureati tanto in ambito elettromeccanico quanto elettronico.
Effettivamente in qualche modo l'induttore deve dissipare energia.
@@ValerioPattaro
Temo, professore, e mi rincresce, essere così schietto, nel dirle come non sia così.
L'esempio, il primo che si usa per spiegare i fenomeni induttivi nei circuiti, che le ho portato nella precedente risposta, implica una corrente nel circuito: all'apertura del contatto meccanico la tensione ai capi dell'induttore e, di conseguenza, ai capi del contatto meccanico aumenta in tempi nell'ordine dei uS, dai 100 ai 1000 supponiamo; nel frattempo la corrente dell'induttore continua decrescendo con la nota legge; l'energia contenuta nell'induttore viene travasata mediante corrente nella capacità (anche quella parassita) del circuito, con la tensione che continua ad aumentare; raggiunta una tensione, supponiamo di 5000 V (valore puramente indicativo, a titolo di esempio), il dielettrico aria del contatto viene forato, l'aria viene ionizzata e si crea una passaggio di corrente. Poco importa che il passaggio sia su un conduttore gassoso, sempre di corrente si tratta. Ecco che, trascurando tutte le perdite per effetto Joule nei vari conduttori, sempre prendendo il circuito inziale del video, è proprio nella scintilla che si genera ai capi del contatto che si dissipa l'energia dell'induttore. La cosa da sottolineare è che c'è una corrente implicata in questo. In realtà la corrente dell'induttore, con le dovute approssimazioni e tolleranze, è in ogni caso decaduta con legge esponenziale, nella fase inziale caricando una capacità, e successivamente ionizzando aria ed emettendo radiazioni. Questa corrente è sempre riconducibile al circuito iniziale, e soprattutto, isolando, e osservando, il solo induttore si avrà sempre un decadimento esponenziale, eventualmente influenzato dal cambiamento della costante RL ad opera dei fenomeni prima menzionati. Ribadisco come nel circuito reale di esempio non sia possibile evitare la scintilla durante l'apertura e, considerando i 45J di energia se ben ricordo, questa sarà una sfiammata spettacolare.
Ma anche se non ci fosse scintilla all'atto dell'apertura si ha sempre e comunque una corrente, ed a tal proposito le porto un secondo esempio, cioè un accorgimento circuitale, a dire il vero poco utilizzato, ma che riprende il concetto di condensatore di smorzamento che mi sembra sia menzionato di striscio nel video, attuato mediante l'inserimento di un condensatore ed un diodo opportunamente collegati. All'apertura del contatto, tutta l'energia si travasa nel condensatore, passando per un diodo; azzerata la corrente di decadimento dell'induttore si avrà la massima tensione ai capi del condensatore, con il diodo che previene l'insorgere di fenomeni di risonanza; la tensione finale del condensatore ovviamente dipenderà dalla sua capacità e dall'energia iniziale dell'induttore, trascurando effetti Joule del circuito, e si badi bene che non si ha una carica in continua e quindi non c'è dissipazione di metà dell'energia in fase di carica. Nella prassi, nei circuiti tipici in dc non si mette il condensatore, ma si dissipa tutto sul diodo. Tutto questo per dire che anche qui è implicata una corrente, confermando il fatto che non si possa interrompere la corrente di un induttore in un tempo infinitesimo, ma come dilatando la scala temporale al giusto grado si avrà sempre e comunque una decadimento di corrente senza discontinuità (funziona continua).
A questo punto vorrei fare il parallelo meccanico, citando il volano, cioè l'organo meccanico che maggiormente si può paragonare all'induttore, e far notare che risulta abbastanza ovvio come non sia possibile interrompere il moto di un volano istantaneamente. Anche inserendo un rostro in maniera più o meno istantanea, supponendo che non si verifichino rotture di nessun tipo, il moto prosegue per un tempo impercettibile ma comunque intervallato, ed il moto che si verifica in questo lasso di tempo trasmette movimento ed energia andando a caricare elasticamente il rostro. C'è sempre un moto (leggi corrente) implicato.
In pratica la corrente sta ad un induttore come il moto sta ad una massa: non si può arrestare un corpo in un tempo zero (in fisica classica, perlomeno) e soprattutto non lo si può fare senza incorrere nella distruzione del sistema, ed alla stessa maniera non si può interrompere la corrente di un induttore in un tempo zero, tenendo bene a mente che intervalli troppo brevi per il loro contesto significano danni circuitali.
Mi perdoni se mi sono permesso di scrivere queste cose in casa sua, ma ci tengo particolarmente alla tematica, essendo il mio campo la progettazione di alimentatori switching, i quali si nutrono di questi principi, che però sono gli stessi nell'interruttore della luce cucina, o dell'accensione a scarica induttiva dei motori a benzina: sempre lì siamo, correnti che si oppongono ai cambiamenti.
@@fabrimara Esatto ! L' extra corrente si " sfoga " attraverso la scintilla che in un circuito induttivo non manca mai ! Il professore pur bravissimo è caduto in errore ,
ma si consoli : due assistenti del POLI hanno litigato su un argomento simile !!
@@fabrimara molto interessanti i due commenti, grazie dei chiarimenti, e anzi della lezione. Mi è venuto in mente, quando dice che nell'esperienza comune (fisica classica?) "non si può arrestare un corpo in un tempo zero" - lo dico scherzando ovviiamente - mi viene in mente il cavallo e la sua capacità di inchiodare all' "istante" davanti a un ostacolo ... Quante caduete! 🤣
Sarebbe interessante quindi fare un video collegato sulla funzione di un rifasatore e sulle sue eventuali applicazioni industriali per diminuire il piu possibile la corrente reattiva in bolletta.
Ottima trattazione! Grazie.
Leggo con piacere nei commenti che ci sono persone molto preparate sull'argomento 🙂 A differenza del sottoscritto, che invece sugli induttori non c'ha mai capito molto.... Essendo Perito elettrotecnico e non elettronico, ho qualche conoscenza degli induttori in corrente alternata (io preferisco dire tensione alternata, dato che la corrente esiste solo quando il circuito "alimenta" un utilizzatore). Immagino che l'utilità degli induttori, sia in continua che in alternata, sia argomento di una prossima lezione 🙂 che attendo con ansia.... 🙂.
Troppo modesto.
La fisica si preoccupa di capire i concetti fondamentali alla base dei fenomeni.
Da qui il progettista può dare sfogo alla creatività per realizzare ciò che desidera.
C’è un problema con la simulazione. Aprendo il circuito, se i componenti sono ideali, ai capi dell’induttanza, a seguito dell’apertura dell’interruttore (che passa quindi istantaneamente la resistenza ai suoi capi da zero a infinito), dovrebbe crearsi una forza elettromotrice indotta infinita.
Per evitare di sbagliare circuito in questi casi utilizzo sempre il concetto di dualità partendo dallo schema di carica e scarica del condensatore. Sostituendo generatore di corrente con quello di tensione e viceversa, interruttore che chiude con interruttore che apre e viceversa, serie con parallelo e viceversa, si ottiene il circuito di carica e quello di scarica di un induttore senza che vi siano discontinuità di corrente e tensione.
Aggiungo che al minuto 10:10 Φ=B N A è il flusso concatenato dalle N spire e non il flusso di B che attraversa il solenoide (che è Φ=B A ).
Quindi a seguire anche la fem indotta è la variazione del flusso concatenato nel tempo.
Infine: hai considerato una ipotetica corrente indotta che si sovrappone ad una corrente anch’essa fittizia in precedenza presente come se si potesse a priori applicare una sovrapposizione degli effetti(ma questo sarebbe da dimostrare).
Se invece di considerare due correnti fittizie(la corrente nel solenoide è infatti unica) avessi scelto di considerare un’unica corrente che attraversa R ed L, considerando la legge di Ohm su R sottoposta ad una tensione pari alla differenza fra la tensione imposta dal generatore e la forza elettromotrice indotta, dipendente dalla corrente, secondo me sarebbe stato più facile da comprendere
Parlo perché mi avrebbe fatto piacere vedere lo svolgimento del differenziale
sei molto bravo e spiegfhi benissimo
Bel video!!👏👏
Grazie a te
Ottima spiegazione! Posso suggerirti di chiudere con qualche accenno od esempio ad una applicazione nella vita reale?
Mi è sfuggita la legge di lenz ,extratensione all'apertura del circuito.In continua è molto importante conoscerla.
C'è un altro video dedicato. Playlist F4.6
Spiegazione ottima grafico bello ma avrei svolto l'equazione
Bel Video Prof. Mi scusi come si chiama quel software che usa lei per le simulazioni degli impianti?? E bellissimo mi piacerebbe provarlo...si può? Grazie
È disponibile gratuitamente sul sito phet colorado
ottimo video teorico, ma sarebbe bello anche spiegare perchè all'atto pratico un circuito elettrico / elettronico abbia bisogno di componenti di questo tipo
Step by step
Azz, ci vuole tempo per capirlo . Tendenzialmente si usano per i filtri e gli oscillatori , ma banalmente anche nei relè . P.s. in alternata si complicano le cose e serve una buona base matematica .
non mi sembra del tutto corretto. aprendo il circuito comunque l'energia accumulata ha bisogno di scaricarsi e quindi crea un arco elettrico (fem contromotrice). Posso capire se il video e' per principianti.
Buongiorno, Se in teoria ho un condutore toridale e la voglio collegare diretamente alla rete di casa (220V)., come poso collegare la fase e il nullo senza fare cortocircuito ? Grazie
Ciao, complimenti per il video.
Mi potresti dire come si chiama il programma che usi come simulatore all'inizio del video?
Grazie.
Lo trovi sul sito phet colorado
@@ValerioPattaro molte grazie.
Buon week end
Video molto interessante. Grazie.
Ho una domanda credo banale. Ma qual è il senso di usare l'induttore?
E' molto chiaro il funzionamento, il fatto che la corrente raggiunga il valore nominale in un tempo maggiore rispetto ad un circuito in cui l'induttore non è presente.
Ma qual è l'utlità pratica di questa proprietà? Perchè dovrei volere che la corrente cresca o decresca in modo ammortizzato?
Grazie.
Ci sono migliaia di utilizzi combinando induttori resistenze e condensatori.
si studiano in elettrotecnica.
Ad esempio si può fare un'antenna.
in una saldatrice a trasformatore 130 ampere sull'uscita ho messo un ponte di diodi 200 ampere ,e un condensatore di 2200 MF ottenendo 60 volt in corrente continua ora come faccio a calcolare una bobina di indutanza (se puo' servirmi o meno ??) grazie di una eventuale risposta
Ciao, con che software fai i circuiti?
Phet colorado
sono diplomato da tre anni operatore elettrico ho avuto le stesse spiegazioni dai miei professori cio significa che la vecchia guardia dei professori veri esiste ancora
Professore grazie, mi sono perso alla fine con la costante di tempo. Per ottenere la stessa corrente totale finale Itot, se aumenta L allora in e^-(t/tau) anche t deve aumentare per ottenere lo stesso contributo all' esponente. Se R aumenta t deve dimunuire per lo stesso motivo..?! Però in tal caso cambia anche DeltaV e quindi la stessa Itot.....aiuto....
Proprio per questo è matematicamente complicato e si ricorre a una equazione differenziale.
La formula finale tiene conto di tutto.
Eccellente! Hai fatto lo stesso video anche per correnti alternate?
Guarda la playlist F4.6
Come conoscere quindi il valore del tempo t nelle formule? È il tempo di applicazioni della tensione ai capi dell'induttanza? Grazie
Il tempo è una variabile
Bello il software, dove posso trovarlo?
Cerca phet colorado su google
Buongiorno ,sono uno studente di una quinta elettrotecnica serale ,volevo chiederti se e possibile fare un video con la spiegazione per la soluzione di un esercizio sul filtro passabanda che non ci e chiaro,grazie ti faccio i complimenti per i video.
Al momento ho molti lavori in coda
@@ValerioPattaro bene,grazie.
Poi è un argomento un po' specifico per questo canale, che è di matematica e fisica generale.
Volevo farle una domanda che mi sono sempre posto, riferito al suo esempio: quando si apre il circuito ed esiste un solo ramo ,la corrente si interrompe istantaneamente, ma l'energia magnetica che il solenoide ha accumulato che fine fa?
Grazie
Col condensatore si avrebbe un circuito LC oscillante.
Senza condensatore avviene qualcosa di simile ma in misura molto ridotta poiché anche il filo ha una propria capacità elettrica, ma estremamente piccola. Tale effetto è dunque trascurabile.
Mi ero dimenticato prima. Perché in un circuito LR quando si apre il contatto,se la corrente passa tra , ad esempio un dito, se l'induttanza è grande, si avverte una breve scossa, avendo in precedenza collegato il solenoide ad una pila a basso voltaggio, 4 V ad esempio.
Quindi ai capi del solenoide la tensione non dovrebbe superare la tensione della pila.
Grazie
@@ValerioPattaro ci spieghereste un circuito LC oscillante?
@@gianmariogibellini4381
Se senti la scossa è perché non sono solo 4V
Configurando opportunamente induttori e condensatori, da bassissime tensioni, si possono ottenere tranquillamente migliaia di volt. Per vedere scintille non bastano mille volt nella maggioranza dei casi.
@@fabrimara grazie, non consideravo il fatto che comunque non esistono circuiti in puri e le reattanze, e quindi le cadute di tensione, hanno segno opposto.
Alla fine chiudo il circuito ?
ma come fanno a piacere ste cose, la noia totale. bel video cmq, ho capito grz
Certo fino in fondo. Impossibile To stop!
Allora, quando hai cominciato a parlare di formule non c'ho capito più niente e non ne capisco l'utilità visto che nella pratica viene verificato sempre tutto con gli strumenti adatti. Nel circuito all'inizio non capisco perchè la resistenza è posta dopo l'amperometro e non prima, dato che il flusso è antiorario. Nell'ultima schermata hai incertito le scritte, all'inizio ci deve essere "apertura circuito" e dopo "chiusura circuito", infatti quando poi dopo fai l'esempio del circuito senza induttore dici l'ordine esatto. Ma la cosa più importante è che in 15 minuti di video non hai detto a che cacchio serve sto benedetto induttore, lo lasci all'intuizione di chi guarda ed è già intontito da tutte quelle formule? Che poi hai nominato i solenoidi e per rimembranze scolastiche ricordo che i solenoidi non sono utili quando le spire sono uguali, in quel modo generi solo campi magnetici che interferiscono col flusso di corrente (ed ecco perchè all'inizio la corrente "rallenta", poi si stabilizza), ma ricordo i solenoidi a spire incrementali (una spirale a cono) per trasformare i Volt in Watt e viceversa (usati per esempio creare alti voltaggi atti a trasportare la corrente a lunghe distanze)
Che senso ha dire "bentornate e bentornati" e poi "li trovi..", "ti lascio"... O ci si rivolge al pubblico al plurale o al singolare. Questa di parlare al singolare e' una di quelle trovate moderne che dovrebbero coinvolgere l'ascoltatore. Ad un pubblico si parla al plurale, oppure si telefona ad uno per uno.
Farò più attenzione
@danielenessina1979 ma ti sembra il caso di fare un commento del genere. Di un'antipatia unica.