Quesito sulla velocità

[Ospite]

Posto qui in O.T.,non sapendo bene le risposte che perverranno.
Il quesito è il seguente: dispongo di una batteria,di un led,e di un paio di fili elettrici lunghi circa 300mila Km.
Con un interruttore elettronico eseguo la seguente operazione: collego i due fili alla batteria per 1 decimo di secondo e contemporaneamente collego il led ai due capi dei fili.Trascorso 1 decimo di secondo,stacco immediatamente i fili dalla batteria e stacco anche il led.
Ripeto,l'operazione dura 1 decimo di secondo in tutto.
Cosa puo' succedere? Il led si accenderà? La batteria fornirà corrente in quel decimo di secondo?
E se il led non facesse a tempo ad accendersi,dove saranno finiti gli elettroni erogati dalla batteria?


A vobis!

[tamerlano]

io ci provo !!! ">

secondo me si spreca solo energia in quanto i 300mila km di filo se la ciucciano tutta loro la potenza !!!

ho vinto qualcheccosa !!!! ????

[Ospite]

intendevi questo schema?

(.... e presumo che tu intenda un caso ideale in cui i fili non assorbano energia per effetto Joule, sbaglio? ... e sempre per la casistica ideale includerei l'intreccio dei fili per eliminare la componente induttiva ... magari se trascuriamo anche la capacità distribuita è meglio - caso idealissimo)

Edited by compositore - 19/10/2006, 23:47

[Ospite]

ciao ovi..
uffa.. dopo la cosa che temo de più..
parlare di epistemologia con amicod..
--- stavolta odisseo me l'ha fatta grossa...

beh , un altro quesito..
supponendo il circuito ideale, dovrebbe accendersi il led per 1/10 sec...
ma essendo ideale , non possiamo sapere bene che fine fanno gli elettroni emessi all'inizio..
beh, nei casi reali,
gli elettroni si muovono di pochissimo,
mediamente con drift di 2mm/sec,
(quindi quelli emessi inizialmente sono veramente poco distanti dall'inizio del conduttore)
mentre il campo elettrico, dato dai fotoni, che colpiscono ed eccitano via via tutti i nuclei e gli elettroni di cui è composto il conduttore,
si propaga con velocità luce...e alla fine alcuni elettroni che erano nel mm finale del conduttore entreranno nel led. finale....
mannaggia,,ora mi viene un dubbio,
mica devo considerare anche la propagazione dei campi elettrici come quella dei fotoni in sostanze trasparenti o dei neutroni?
uffa..cos'è ,il giorno delle robe difficili?
mmm, il campo elettrico è costituito da fotoni virtuali, secondo la QED,
beh, sì, il campo elettrico si propaga a velocità C,
nel vuoto de sicuro... in aria? ma sì, alla velocità della luce in aria...
in acqua dovrebbe essere alla velocità C in acqua...
ecc..ec...
aho, cose un pò più facili?

[Ospite]

Per lo schema di Compositore,l'interruttore elettronico interrompe in realtà sia il positivo che il negativo della batteria. Allo stesso istante,interrompe anche sia l'anodo che il catodo del led.
Dunque è un interruttore quadruplo. E la sezione dei cavi non è importante,diciamo che la batteria offre una tensione idonea a poter accendere il led superando la resistenza ohmica. Si puo' usare anche un cavo coassiale,così non abbiamo dispersione induttivo-capacitive particolari. ">

Rab,devi considerare sì la propagazione del campo elettrico lungo il rame,proprio qui sta l'inghippo del quesito. Dunque dici che il led si accenderà per 1/10 di secondo?

[Ospite]

a me sembra che:

1) in questo mezzo, l'impulso viaggia a circa c
2) la lunghezza del percorso è circa 1 secondo luce
3) non è la sorgente a fornire l'impulso per 100 ms
4) è il mezzo che esiste per 100 ms (il filo)


... non si accende nulla e non circola corrente ...

fesseria??? ... può essere


p.s.: OVI, ho messo due monopolari perchè mi sembrava uguale ... cambia qualcosa?? (e scusa il LED ... fa veramente pena)

[mariomaggi]

Ciao OVI,
premetto che non sono un fisico.
Per me il LED non si accende. Gli elettroni iniziano a spingersi l'uno con l'altro, la spinta percorre solo 30.000 km, poi cessa la tensione che ha originato la spinta. Gli elettroni si accumulano nel conduttore nella direzione in cui stavano andando (come la gente quando deve scendere dal treno).
Appena cessa l'effetto della tensione, questi elettroni si riposizioneranno elasticamente in modo distribuito.
In pratica dopo la prima attivazione si avra' uno dei due conduttori con piu' cariche negative e l'altro con piu' cariche positive.

Un consiglio: con i prezzi raggiunti dal rame, se hai 600.000.000 metri di rame, vendili!

Ciao
Mario

[Ospite]

Secondo me...
Poiché il tempo che caratterizza la variabilità della tensione (cioè 100 ms) è minore del tempo che impiegherebbe la luce a percorrere tutta la lunghezza del filo (cioè 1 s), il circuito non è in regime stazionario, ovvero non valgono le leggi di Kirchhoff. Infatti il circuito è una linea di trasmissione. Supponiamo, in prima analisi, che essa sia ideale. Al tempo t=0 io chiudo sia l'interruttore alla sorgente sia quello al carico facendo così partire un'onda di tensione e corrente all'interno della linea. Al tempo t=1 s tale onda giungerà alla fine della linea. Siccome gl'interruttori al carico sono aperti (infatti sono stati aperti al tempo t=100 ms), l'onda incidente "vede" un coefficiente di riflessione al carico pari ad 1, quindi essa viene riflessa verso la sorgente. Quando poi giungerà alla sorgente, vedendo nuovamente un coefficiente di riflessione pari ad 1, verrà riflessa verso il carico. In tal modo, l'onda resta "intrappolata" all'interno della linea ideale. Nella realtà si avrà che a causa di parametri parassiti (come la resistenza per unità di lunghezza della linea di TX e la conduttanza di dispersione per unità di lunghezza, che abbiamo trascurato nel caso ideale) l'impulso di tensione verrà attenuato e distorto.
Si potrebbe fare un'analisi accurata di questo circuito nel dominio di Laplace. Purtroppo però non è detto che la L-trasformata del segnale che si propaga lungo la linea sia antitrasformabile!
Invece, se ci si accontenta, si può studiare la propagazione del segnale direttamente nel dominio del tempo (quindi senz'anadre in quello di Laplace) attraverso i cosiddetti "diagrammi a traliccio": è un'analisi sostanzialmente grafica, però è più grossolana.
Infine, concludendo: secondo me il led non si accende.
Ciao a tutti! ">

[Ospite]

OVI , alla fine ci dici chi ha vinto?

[Ospite]

Vince Wech "> almeno secondo me.

Wech, linee di tramissione eh? "> Quello è a parametri distribuiti e non concentrati, quindi le leggi di Kirchhoff hanno problemi seri ">

Comunque, il led non vede arrivare nulla. Non dovremmo avere capacità parassite e neanche effetti strani. Unicamente ci dovrebbe essere un campo elettromagnetico che si propaga per una lunghezza legata al tempo di conduzione.
Idealmente parlando, immettiamo 10^100000 "palline" che si spingono e spingono tutte le altre palline li presenti, generando un'onda (come se fosse un'onda di pressione in un tubo pieno d'acqua) che procede finchè può. Ad un certo punto l'onda si arresta (perchè il conduttore è stato scollegato) e non potrà piu' propagarsi. Tornerà quindi indietro.

Fisicamente parlando, gli elettroni hanno drifting di 2 mm/sc circa nel rame,ma nn vuol dire che dall'altra parte non vediamo uscire gli elettroni.Campo elettrico ed elettroni sono intimamente legati. D'altra parte non possiamo sperare di immettere elettroni in un conduttore senza spingere gli altri. Quindi se l'elettrone che entra e quello che esce si muovono a 2 mm/s, nel complesso la corrente si muove a velocità uguale a quella del campo elettrico.
E deve essere cosi', perchè il campo EM è generato da cariche in moto. Se a 30000Km non ci sono cariche in moto come puo' esserci campo?
Ora, se noi ponessimo il nostro led a 29000 km/s a dispetto del drifting troveremmo che questo si accende. Se fosse diversamente il PC su cui scrivo non potrebbe funzionare mai.

Infatti nei circuiti ad alta frequenza questi problemi non sono cosi' ideali "> Basta pensare che quando si parla di Ghz distanze come 10 cm diventano critiche! Per questo serve ridurre le dimensioni dei componenti nelle CPU. Però poi li nascono altri problemi di cui non sto a discutere.

Comunque, per quel cicuito servono analisi ai campi. Infatti Kirchoff prevede che nel conduttore il campo elettrico in ogni istante sia uguale in qualsiasi punto.
Questo li non accade.

Edited by Hellblow - 20/10/2006, 23:33

[Ospite]

beh, ovi,
non avevo considerato che stacchi anche il led di prova dopo un decimo di sec,
in questo caso certo non si accende...

pensavo rimanesse tutto attaccato, tranne un interruttore all'inizio del filo...

in questo caso, essendo il condittore ideale, senza dissipazione, comunque l'energia immessa deve andare da qualche parte,...
per questo pensavo al led che si accendeva per 1/sec...

ma non avevo capito bene...

[Ospite]

rabazon ... troppi vortici questi giorni?

x OVI: quindi ha vinto Wech? ... e che cosa ha vinto?

[Ospite]

no composito,
troppa free energy fasulla..
che trovo da tutte le parti..
poi ad ovi ho risposto in tarda ora, dopo aver ripensato all'epistemologia...
azz.. me tira giù de brutto...
quindi con ovi, avevo pensato al caso più difficile,ma non lo era...
troppo complicato?

[Ospite]

Hellblow ...
c'è qualcosa che non mi convince, tuttavia ... forse è il poco sonno che parla ma ...

qualitativamente:

nessuna corrente può avere inizio fino a chè l'onda elettromagnetica (che nel punto 1 del primo post ho chiamato impulso) non riesce a percorrere tutto il circuito ... dopodichè si instaurerà la corrente che ovviamente avrà la velocità del campo (nonostante il drift sia di appena 2mm al sec.) .... dicendo questo dico anche che non può partire un'onda di tensione e corrente istantaneamente alla chiusura del circuito. (ribadisco il poco sonno "> )

e ribadisco quello che dissi qualche post fa:

CITAZIONE

non si accende nulla e non circola corrente

[Ospite]

CITAZIONE

non riesce a percorrere tutto il circuito ...

Esattamente per questo il led non si accende. Però gli elettroni si muovono lo stesso, solo non riescono a percorrere tutta la strada.
Immagina te che corri in un tunnel dove alla fine l'uscita sta franando. Te corri, però non ci arrivi.
Ora se il tunnel è pieno di gente e vi spingete, le persone spinte arriveranno a che distanza? Dipende dal tempo che avete prima che crolli tutto ">
L'esempio è macabro e scemo ma spiega credo la faccenda ">
In ogni caso, posso sempre sbagliarmi, però io so che funziona cosi' la cosa ">

CITAZIONE

che non può partire un'onda di tensione e corrente istantaneamente alla chiusura del circuito.

La corrente parte, solo che non completa il tragitto. Altrimenti nei circuiti a parametri distribuiti con valori di tensioni alternate da 0 a 220 V non avremmo effettivamente traferimento di potenza. Invece il trasferimento c'e', e pure le EM, da quanto ne so.

[Ospite]

beh, dunque ,
riconsideriamo il circuito,
mettiamo che l'interruttore interrompa il circuito dopo due sec,
ammettendo un caso limite strano,
cioè che il conduttore non dissipa nulla, ma il drift sia reale,
ammettendo che la velocità di trasmissione del campo elettrico lungo il conduttore sia esattamente C,
dopo un sec vedremo il led accendersi, rimanere acceso per due sec,. poi spegnersi..un secondo dopo l'attivazione dell'interruttore all'inizio ....
ora..
considero il punto di composito..
forse effettivamente in un circuito elettrico, finchè non viene chiuso il campo, non possiamo indurre corrente...
dunque, in un circuito reale, degli elettroni lasciano il generatore e entrano con drift medio, dentro il conduttore,
mentre altri, all'altro capo del conduttore, o circuito chiuso,
dopo un tempo determinato dalla lunghezza del conduttore su velocità luce,
rientrano con stesso drif nel generatore...
quindi... è possibile che fino a quando il circuito non venga chiuso dal campo elettrico non parta corrente...
nel caso ovi, la corrente allora aspetta due secondi per partire...
in ogni caso c'è sempre un ritardo a partire della corrente all'apertura di ogni circuito?
ipotesi verificabile, o meglio falsificabile, mannaggia a popper,
ma adesso nun me pare..
ma i circuiti reali possono dissipare allegramente in molti modi l'energia del campo elettrico immessa..
boh, ce ripenso...

[Ospite]

CITAZIONE

rimanere acceso per due sec

Secondo me resta acceso per un secondo. Bho notte.

[Ospite]

CITAZIONE (Hellblow @ 21/10/2006, 02:35)

Immagina te che corri in un tunnel dove alla fine l'uscita sta franando. Te corri, però non ci arrivi.
Ora se il tunnel è pieno di gente e vi spingete, le persone spinte arriveranno a che distanza? Dipende dal tempo che avete prima che crolli tutto ">

mannaggia a te e al tunnel. L'ho sognato stanotte! Che incubo

p.s.: OVI ce la dai la soluzione o la stai cercando dalle nostre risposte? (la mia è relativistica per chi non s'è accorto)

[Ospite]

beh, hell,
io considero un circuito con solo un interruttore iniziale...
stavo pensando che il campo elettrico lungo il conduttore,
deve essere composto da fotoni che colpiscono ed eccitano via ,via lungo il cavo, gli elettroni liberi, che , immediatamente dopo l'urto, anelastico assorbono il fotone,per riemetterlo immediatamente dopo...
con una frequenza del campo minore,perchè una parte dell'energia viene convertita in energia cinetica dell'elettrone,responsabile del drifting...


per ovi... ma dopo stò rompicapo,
che ce dici?

[Ospite]

occorre considerare piccole cose,ad esempio che i due cavi,vista la loro lunghezza,possono essere visti come un condensatore; il led è solo un piccolo carico in parallelo al condensatore.
Non essendo nota nè la capacità del condensatore,nè la tensione che si instaura tra l'armatura positiva e l'armatura negativa a seguito di quel decimo di secondo di alimentazione,non vi sarà neppure la sicurezza che il led ,pur lasciandolo collegato,si possa accendere dopo 1 secondo.
Certo è che si origina un campo elettrico attrattivo tra un cavo e l'altro,e,trattandosi di rame,vi sarà pure una dissipazione di campo magnetico.







Edited by OggettoVolanteIdentificato - 22/10/2006, 04:15

[Ospite]

?
mmmm

[Ospite]

ciao,OVI,
mah...eh??

scusa, non ho capito un 'emerita mazza...

per stare sul sodo...
ma che si vince ,
un bravo, una pizza,
un para generatore micronucleare,
una presa dove mette le dita il genco?

per me va bene l'ultima...

[Ospite]

OVI un conduttore ideale non ha capacità parassite, resistenze, induttanza parassita e si suppone che l'interazione fra piu' conduttori di questo genere sia nulla "> Se no devi far un'analisi ai campi.
Quindi niente condensatore ">

[Ospite]

Wè,io l'ho sparata,mica conosco la risposta.
In ultima analisi,per non avere induttanza,i cavi non dovrebbero essere di rame,il chè è impossibile.
E per non avere capacità,i due cavi dovrebbero distare tra loro all'infinito,ed è impossibile pure questo.
E se proprio eliminiamo pure il fattore della resistenza,si avrà un moto lineare di propagazione elettroni lungo ogni cavo per una durata eterna,un avanti/indietro continuo alla velocità della luce.
Forse non vi è risposta,e sto cacchio di led sta spento a vita

[Ospite]

CITAZIONE

In ultima analisi,per non avere induttanza,i cavi non dovrebbero essere di rame,il chè è impossibile.

Si ma non sto piu' capendo se ti riferisci ad un caso ideale o ad un caso reale.

[Ospite]

Neppure io.
In realtà era interessante sapere dove traslocano gli elettroni quando non riescono ad arrivare al carico del led.
Carico che ha causato perlappunto un movimento di elettroni.
Ma + o - avete sviscerato ogni possibilità,sia reale che ipotetica.

[Ospite]

CITAZIONE (OggettoVolanteIdentificato @ 22/10/2006, 19:22)

In realtà era interessante sapere dove traslocano gli elettroni quando non riescono ad arrivare al carico del led.
Carico che ha causato perlappunto un movimento di elettroni.

quindi si parte con un assunto certo che la corrente si instaura di sicuro?
Io avrei seri problemi a esserne tanto sicuro (nessuno ha presente il concetto di simultaneità e di quanto la simultaneità non esista nel mondo fisico? ... questo può essere uno di quei casi in cui si applica ... sempre stando nel caso ideale)

ripeto che il mio è solo un dubbio.

[Ospite]

Diciamo che si partiva dall'assunto che la batteria erogava quei pochi milliampere necessari all'accensione del led.
Led che è stato strappato via assieme alla batteria dopo il primo impulso.
Non essendoci più il led,era curioso rilevare dove si scaricassero gli elettroni lanciati......poi,non posso escludere che l'impulso sia assoggettabile ad un'onda em,formata da infinite onde secondo le trasformate di Fourier....e che i due cavi agiscano da antenne dipolari a bassissima impedenza.Da qui l'irradiazione nello spazio,e le conseguenti onde stazionarie..

[Ospite]

CITAZIONE (OggettoVolanteIdentificato @ 22/10/2006, 19:22)

Carico che ha causato perlappunto un movimento di elettroni.

Siccome il circuito è una linea di TX, il carico (in questo caso il led) non influenza né la pertenza o meno di un'onda di tensione-corrente dentro la linea, né l'ampiezza di tale onda entrante nella linea. Questi due fenomeni infatti dipendono da V_S (tensione del generatore in ingresso), Z₀ (impedenza caratteristica della linea) e R_S (resistenza di sorgente del generatore).
Se non avessi messo alcun carico in fondo alla linea, l'onda sarebbe partita comunque.

CITAZIONE

poi, non posso escludere che l'impulso sia assoggettabile ad un'onda em... e che i due cavi agiscano da antenne

Ciò che si propaga lungo la linea è un'onda em di tipo TEM (nel caso più ideale possibile). Quindi, considerare questa linea di TX in maniera ideale, già esclude il fatto che essa possa irradiare nello spazio.
Ciao ">

Edited by Wechselstrom - 23/10/2006, 00:48

[Ospite]

ma cos'è quest'onda di tensione-corrente?
e per quale fenomeno un'onda di tensione-corrente:

CITAZIONE

Se non avessi messo alcun carico in fondo alla linea, l'onda sarebbe partita comunque.

... e soprattutto ... quanto valgono Z0 e RS nel caso ideale?

">