Corto circuito

[exergia]

Ho una ulteriore curicosità da sottoporvi alla vostra attenzione.
Nella teoria dei circuiti elettrici si parla di un corto circuito come quell'elemento dotato di resistenza nulla e qui vi è la prima domanda che vi fo:
V =Ri per Ohm,ma se la R è =0 non ho V, ma I = V/R e se R = 0 la corrente è infinita...ma come ci fa a essere una corrente infinita se la causa che l'origina ovvero la ddp=V è =0?
Questo fenomeno va visto nella scala temporale?
Per esempio se collego due poli di una batteria con un corto per un istante piccolo ai capi del corto ho la ddp data dalla batteria, essa crea in tale istante una corrente che ha una "velocità media elevatissima", perchè non incontra resistenza e che quindi tende a scaricare quasi istantaneamente la batteria?
Se al posto della batteria ho un generatore di tensione non chimico es una dinamo collegata in corto cosa accade?
Quest'utlima non si dovrebbe scaricare come la batteria.....


Nella realtà si tende a ricercare fili che abbiano una R più bassa possibile per poter trasmettere una corrente di stesso valore ma con una ddp minore e minore spesa per ottenere quindi questa ddp.
Se pertanto esistesse un conduttore con R=0 alla temp ambiente sarebbe l'ideale...zero dissipazioni, ma come si potrebbe applicare a esso una ddp senza contraddire Ohm, anche qua occorrerebbe vedere la scala temporale?

In realtà si parla di corto circuito nei casi reali associato a fenomeni che portano poi come conseguenza ultima alla fusione dei cavi e relativi incendi.
In proposito ho letto che se due fili ,perdendo l'isolamento,vengono in contatto la resistenza complessiva cala (perchè aumenta la sezione attraverso cui passa la corrente?) e a parità di tensione aumenta l'intensità di corrente, questo provoca un surriscaldamento eccessivo nei fili e può provocare incendi, quindi in tal caso il caso di corto circuito è associato a un fenomeno di sovracorrente?

Grazie mille

[admin]

Prima di avventurarmi in una risposta chilometrica, come ho la tendenza a fare quando mi accorgo che c'è una carenza proprio sui concetti di base, ti direi di leggere questo articolo.
Intanto ti ricordo che quando la matematica ci dà un risultato fisicamente assurdo, come quando si tenta di calcolare I=U/R quando R=0, c'è qualcosa di errato nella schematizzazione che si sta facendo del problema.

[Francy]

... ma I = V/R e se R = 0 la corrente è infinita...ma come ci fa a essere una corrente infinita se la causa che l'origina ovvero la ddp=V è =0?...

perde di valore la modellizzazione che si fa usando la legge di Ohm

[admin]

ma come ci fa a essere una corrente infinita se la causa che l'origina ovvero la ddp=V è =0

Ad integrazione di quanto detto da Francy, tre domande per il dilemma exergetico.

1) Quanto fa 0/0? (I=U/R con U=0 ed R=0)

2)e 0*infinito? U=R*I (con R=0 ed I=infinito)

Qualcosa non va matematicamente, vero?
Ma non va nella realtà o nel modello della realtà?

Facciamoci allora una domanda un po' meno matematica.

3)La U è causa od effetto?

Se è effetto, quale problema c'è se R=0? Può esserci qualsiasi corrente finita. Per la legge di Ohm sarà comunque sempre U=0.

Se è causa, cosa può provocare se è nulla?

[exergia]

Ho letto ora l’articolo proposto e dando per assodato la definizione riportata dal vocabolario, già qui ho la prima domanda, in parte proposta precedentemente: nella definizione si prende in considerazione l’avvenuto contatto fra due elementi circuitali in modo accidentale, come quando due cavi perdono l’isolamento e vengono a contatto.
In tal caso si ha riduzione di R a causa della somma delle due sezioni attraverso cui passa la corrente? I due elementi risulterebbero in serie a contatto avvenuto?

Osservando la legge di Ohm posso dire che essa per me non suscita problemi fin tanto si parla di resistenze anche bassissime, perché anzi spiega l’interesse verso la ricerca di conduttori a temperatura ambiente a pochissima resistenza ….V=RI ovvero con una piccola ddp e quindi con poca spesa per ottenerla, si riesce a avere una I elevata.
Ma se realmente avessi una R =0 la legge di Ohm crea delle incongruenze, per il fatto di avere corrente infinita a ddp =o cosa che realmente non posso avere, infatti a tensione nulla corrisponde un campo elettrico nullo e quindi intensità di corrente nulla. Quindi mi verrebbe da dire che non essendo R =0 reale perde di significato V=RI, o meglio R=0 non ha significato reale.
Inoltre (come si trova nei libri) definire cortocircuito come il bipolo ai cui capi la tensione è sempre nulla qualunque sia l’intensità di corrente che lo attraversa, se a tensione nulla corrisponde un campo elettrico nullo e quindi intensità di corrente nulla non contiene in sé una contraddizione?

Vi fo anche un’altra domanda inerente proprio la resistenza…..a parità di sezione, lunghezza….essa risulta essere minore se aumenta il numero delle cariche libere, oppure aumenta la velocità media che gli elettroni acquisiscono sotto l’effetto del campo elettrico e quindi della ddp?

In ultimo leggendo l’articolo ho visto che: “Cortocircuito è anche un collegamento equipotenziale, che, idealmente, è a resistenza nulla, il massimo dei cortocircuiti. Si tratta di un cortocircuito non temibile, che anzi aumenta la sicurezza nell’uso degli impianti impedendo differenze di potenziale pericolose.”…allorché due domande:
1) un corto circuito come collegamento equipotenziale è come quello visto, quando collego i due
Poli (positivo e negativo) di due batterie per porle in serie e lascio gli altri due poli liberi e non collegati al circuito
2) in che modo aumenta la sicurezza nell’usa degli impianti impedendo differenze di potenziale pericolose e come agisce?

[admin]

si ha riduzione di R a causa della somma delle due sezioni

Si ha riduzione di resistenza perché si annulla l'isolamento che, quando è integro corrisponde ad un resistenza infinita. Rimane quindi solo la resistenza dei conduttori nel percorso chiuso che comprende il tratto di isolamento guasto.

la legge di Ohm crea delle incongruenze

Perché incolpare la legge di Ohm? E' chi la vuole usare per fare un calcolo matematicamente impossibile che si crea dei problemi.
0/0 matematicamente non ha un risultato. E' una forma indeterminata. Ma non è stato ancora dimostrato che gli elettroni quando si verifica tale situazione si rifiutino di passare attraverso il conduttore di resistenza nulla ai capi del quale c'è una ddp nulla perché il valore della loro corrente non può essere calcolato in base alla tensione ai capi del conduttore e considerando la resistenza del conduttore. Anzi se ne disinteressano proprio.

non contiene in sé una contraddizione?

No, perché campo elettrico (K) nullo in un conduttore non significa necessariamente densità di corrente (G) nulla ma anche resistività (r) nulla del materiale. K=r*G: K può essere zero se lo è r o se lo è G ( che la stessa cosa che dire che U=0 o se R=0 o se I=0). Quello che non puoi dire è quanto valga G se K=0 ed anche r=0. La corrente in un conduttore non dipende dal conduttore solamente ma dal circuito esterno al coduttore che comprende il generatore.

a parità di sezione, lunghezza….essa risulta essere minore se aumenta il numero delle cariche libere, oppure aumenta la velocità media che gli elettroni acquisiscono sotto l’effetto del campo elettrico e quindi della ddp

Sì per le cariche libere, no per l'aumento di velocità dovuto all'aumento di tensione, anzi in questo caso è il contrario poiché aumenta la temperatura del conduttore e diminuisce il libero cammino medio tra due urti successivi degli elettroni tra loro.

1) un corto circuito come collegamento equipotenziale è come quello

Sì

2) in che modo aumenta la sicurezza

Il pericolo per la persona è toccare con parti diverse del suo corpi punti di un corpo a potenziale diverso. Il pericolo è tanto maggiore quanto maggiore è la ddp tra quei due puni. Se rendo tutto equipotenziale non c'è alcun pericolo

[exergia]

Grazie per la risposta!