[Elettronica] dubbio convenzione
Buongiorno , sono un po confuso con le convenzioni adottate nel segno delle correnti .. Ditemi se sbaglio: le cariche si spostano da aree a potenziale maggiore a quelle a minore.. Ma che significa per la convenzione si spostano quelle positive? Nella realtà gli elettroni causano corrente, perché allora fare una convenzione che detta il contrario? Non appena avrò chiarito questa cosa passerô al mio vero dubbio,ossia le polarizzazione dirette e inverse del diodo( problema sempre legato alle convenzioni ).
Grazie tante
Grazie tante
Risposte
Le convenzioni sono tali proprio perchè non c'è un motivo fisico. Se per convenzione si è scelto di attribuire all'elettrone la carica negativa, allora è più comodo associare ad un flusso di elettroni una corrente negativa nel verso in cui questi si spostano.
Ma non è che gli elettroni abbiano un "-" impresso a fuoco sopra, lo puoi chiamare "+", "Marcelo Salas" ecc. Semplicemente avrai più difficoltà a comunicare i tuoi risultati al resto del mondo, che adotta la convenzione classica.
Per farti un esempio, in Italia, la freccia che indica una tensione, punta sul terminale positivo, in Germania è il contrario, ma è appunto solo una convenzione, concettualmente non c'è alcuna differenza.
Ma non è che gli elettroni abbiano un "-" impresso a fuoco sopra, lo puoi chiamare "+", "Marcelo Salas" ecc. Semplicemente avrai più difficoltà a comunicare i tuoi risultati al resto del mondo, che adotta la convenzione classica.
Per farti un esempio, in Italia, la freccia che indica una tensione, punta sul terminale positivo, in Germania è il contrario, ma è appunto solo una convenzione, concettualmente non c'è alcuna differenza.
"alby941":
.. Ditemi se sbaglio: le cariche si spostano da aree a potenziale maggiore a quelle a minore..
Dipende dal "segno" della carica.
"alby941":
..Ma che significa per la convenzione si spostano quelle positive? Nella realtà gli elettroni causano corrente, perché allora fare una convenzione che detta il contrario?
La scelta è dovuta a Franklin quando, a metà del '700, ipotizzando l'unicità del fluido elettrico, si trovò a dover decidere se di questo "electric fire" ce ne fosse in eccesso nei corpi con elettrizzazione di tipo resinoso o vetroso; chiaramente non avendo elementi determinanti per questa la scelta, aveva il 50% di probabilità di scegliere correttamente ... e fu "sfortunato"
, andando ad indicare la presenza di + più fluido nel corpo con elettrizzazione vetrosa. E di conseguenza, per Franklin, il movimento di questo fluido (corrente elettrica) avviene da dove ce n'è un eccesso (di +) a dove ce n'è una carenza (di -).Da allora la convenzione è rimasta quella fino ai nostri giorni.
P.S. Giusto per i più curiosi, linko la lettera scritta da Benjamin al suo amico e collega Peter Collinson nel 1747,
http://www.archive.org/stream/worksbenj ... 6/mode/2up
che può essere vista come "documento ufficiale" di questa scelta.
"Flamber":
Se per convenzione si è scelto di attribuire all'elettrone la carica negativa, allora è più comodo associare ad un flusso di elettroni una corrente negativa nel verso in cui questi si spostano.
Ma non è che gli elettroni abbiano un "-" impresso a fuoco sopra, .
Dunque la I che indico con la freccia, che è una corrente positiva, non sono cariche di elettroni? E ritorno dunque al punto di prima: che conviene analizzare un circuito con dei + che rappresentano il contrario della realtà? ( non vorrei mi avessi già dato una risposta, in tal caso non ho capito
) Grazie anche a te renzo !!
Una corrente fisica, positiva, da sinistra verso destra, corrisponde ad un flusso di elettroni da destra verso sinistra. O se vuoi vederla da dispositivista, ad un flusso di lacune da sinistra verso destra. Andiamo sul classico esempio della bottiglia d'acqua con una bolla all'interno. Se la inclini è la bolla d'aria che si muove o l'acqua? la risposta è entrambe, semplicemente hai associato all'acqua (gli elettroni) un segno negativo, e alla bolla (le lacune) un segno positivo, ma è una scelta, si può fare anche il contrario.
Questo non significa descrivere il contrario della realtà, significa aver assegnato, convenzionalmente, all'elettrone una carica negativa. Il motivo storico (che non conoscevo) lo ha spiegato Renzo, che come al solito è preparatissimo, anche su queste curiosità.
Mi sembra quasi che tu dia una "dignità" maggiore ai numeri positivi rispetto a quelli negativi, ma la fisica e la matematica che c'è dietro, non fanno differenze, alla fine tutto torna comunque.
Essenzialmente, penso che tu sia "razzista" verso il segno "-"
Questo non significa descrivere il contrario della realtà, significa aver assegnato, convenzionalmente, all'elettrone una carica negativa. Il motivo storico (che non conoscevo) lo ha spiegato Renzo, che come al solito è preparatissimo, anche su queste curiosità.
Mi sembra quasi che tu dia una "dignità" maggiore ai numeri positivi rispetto a quelli negativi, ma la fisica e la matematica che c'è dietro, non fanno differenze, alla fine tutto torna comunque.
Essenzialmente, penso che tu sia "razzista" verso il segno "-"
Si, con la corrente di lacune è più chiaro ... Ma quindi quando noi nei circuiti mettiamo un generatore costante di tensione (+ -) .. Con l estremità positiva rivolta verso l alto, come mai le cariche che vi "partono" sono positive? So che può sembrare un linguaggio dilettantesco,ma serve a me capire proprio bene la dinamica di questa cosa.. Molti la studiano e la prendono per buona.grazie ancora!
... Ma quindi quando noi nei circuiti mettiamo un generatore costante di tensione (+ -) .. Con l estremità positiva rivolta verso l alto, come mai le cariche che vi "partono" sono positive? So che può sembrare un linguaggio dilettantesco,ma serve a me capire proprio bene la dinamica di questa cosa.. Molti la studiano e la prendono per buona.grazie ancora!
Il principio di minimizzazione dell'energia, come ben saprai, è il mattone fondamentale su cui si regge tutta la fisica, e direi tutta la scienza.
Il potenziale di un generatore è riferito all'energia potenziale "vista" dagli elettroni, che tenderanno a muoversi verso il punto a potenziale minimo, rappresentato, dal - del generatore. Chiaramente se delle cariche negative si muovono dal + verso il -, vedi una corrente positiva, dal - verso il +, e quindi una corrente "uscente" dal morsetto positivo del generatore.
Questo accade nei casi più semplici ed accademici, un generatore può anche assorbire energia, e questo è un problema classico che gli ingegneri elettrici si trovano ad affrontare. Questo può essere molto pericoloso quando ad esempio si parla di una centrale elettrica, dove ci sono in gioco grandissime quantità di energia. Sulla questione non posso essere più preciso, studio ingegneria elettronica e per me già 5 Volt sono tanti, e la cosa peggiore che può succedere è far esplodere una batteria al litio.
Vista da questo punto di vista, l'elettrotecnica, non è altro che una serie di artifici tecnici e semplificazioni che ti servono per capire come vari l'energia potenziale in un circuito, senza dover risolvere nessun integrale, e senza affrontare complessi problemi matematici e fisici anche per il più semplice dei circuiti. Il punto di lavoro dell'intero circuito, lo puoi vedere come a configurazione al minimo dell'energia potenziale possibile per quel particola sistema (minimo locale, perchè esistono anche circuiti con più punti di lavoro, raggiungibili fornendo la giusta quantità di energia al circuito, in altre parole, alimentandolo a dovere)
Il potenziale di un generatore è riferito all'energia potenziale "vista" dagli elettroni, che tenderanno a muoversi verso il punto a potenziale minimo, rappresentato, dal - del generatore. Chiaramente se delle cariche negative si muovono dal + verso il -, vedi una corrente positiva, dal - verso il +, e quindi una corrente "uscente" dal morsetto positivo del generatore.
Questo accade nei casi più semplici ed accademici, un generatore può anche assorbire energia, e questo è un problema classico che gli ingegneri elettrici si trovano ad affrontare. Questo può essere molto pericoloso quando ad esempio si parla di una centrale elettrica, dove ci sono in gioco grandissime quantità di energia. Sulla questione non posso essere più preciso, studio ingegneria elettronica e per me già 5 Volt sono tanti, e la cosa peggiore che può succedere è far esplodere una batteria al litio.
Vista da questo punto di vista, l'elettrotecnica, non è altro che una serie di artifici tecnici e semplificazioni che ti servono per capire come vari l'energia potenziale in un circuito, senza dover risolvere nessun integrale, e senza affrontare complessi problemi matematici e fisici anche per il più semplice dei circuiti. Il punto di lavoro dell'intero circuito, lo puoi vedere come a configurazione al minimo dell'energia potenziale possibile per quel particola sistema (minimo locale, perchè esistono anche circuiti con più punti di lavoro, raggiungibili fornendo la giusta quantità di energia al circuito, in altre parole, alimentandolo a dovere)
"Flamber":
Il potenziale di un generatore è riferito all'energia potenziale "vista" dagli elettroni, che tenderanno a muoversi verso il punto a potenziale minimo, rappresentato, dal - del generatore. Chiaramente se delle cariche negative si muovono dal + verso il -, vedi una corrente positiva, dal - verso il +, e quindi una corrente "uscente" dal morsetto positivo del generatore.
Qualcosa nell'ultima frase penso che manchi :/ .. Poi all'inizio dici che gli elettroni vanno da potenziale maggiore a minore (dal + al -) .. Ma nei circuiti non sono sti cavoli di +(lacune) che vanno dal + al -??
Allora, se non sai cosa si intende per lacuna, lasciamo perdere questo esempio (tuttavia se vuoi chiarirti le idee sul diodo è necessario avere un minimo di conoscenza dei fenomeni che accadono al suo interno).
Ad ogni modo nell'ultima frase non manca nulla.
Hai fatto il corso di Fisica 2? Sai cosa è il potenziale elettrico? sai quale è il suo legame con l'energia potenziale? Sai come si comportano due cariche di segno opposto nello stesso campo elettrico? Perchè se non ti sono ben noti questi concetti, ti conviene prima chiarirti le idee al riguardo, per poi tentare a porti nuovamente le stesse domande, e vedrai che le risposte ti sembreranno decisamente più ovvie.
Ad ogni modo nell'ultima frase non manca nulla.
Hai fatto il corso di Fisica 2? Sai cosa è il potenziale elettrico? sai quale è il suo legame con l'energia potenziale? Sai come si comportano due cariche di segno opposto nello stesso campo elettrico? Perchè se non ti sono ben noti questi concetti, ti conviene prima chiarirti le idee al riguardo, per poi tentare a porti nuovamente le stesse domande, e vedrai che le risposte ti sembreranno decisamente più ovvie.
No forse mi sono spiegato male.. Il concetto di lacuna mi è chiaro! E anche gli altri che hai elencato! Ho fatto sia fisica 2 che teoria dei circuiti ma te l ho detto.. Molte cose uno le fa senza sapere il vero senso fisico, voglio capire sta cavolo di convenzione
ma te l ho detto.. Molte cose uno le fa senza sapere il vero senso fisico, voglio capire sta cavolo di convenzione
Qualsiasi cosa in natura tende a muoversi verso una la configurazione ad energia più bassa, e come una sfera che rotola giù per una collina, gli elettroni si muovo verso dal + dove l'energia potenziale è più alta, al - dove l'energia potenziale è più bassa. Per le lacune vale il discorso opposto, il - è a potenziale più alto mentre il + è a potenziale più basso, quindi le lacune si muovono dal - al +. Se ci pensi, in un diagramma a bande riferito al potenziale per gli elettroni, quella che per gli elettroni è una barriera non lo è per le lacune è viceversa.
quindi in complesso vedi delle cariche positive muoversi dal - al +, o delle cariche negative muoversi dal + al -, quindi vedi una corrente positiva uscente dal + del generatore.
Ad ogni modo, non capisco davvero cosa tu intenda per "voler capire la convenzione". è come se ti stessi chiedendo "perchè il polo sud non è il polo nord?". La risposta è che puoi chiamarli come ti pare, l'importante è che tu scriva tutto coerentemente alla convenzione adottata inizialmente.
quindi in complesso vedi delle cariche positive muoversi dal - al +, o delle cariche negative muoversi dal + al -, quindi vedi una corrente positiva uscente dal + del generatore.
Ad ogni modo, non capisco davvero cosa tu intenda per "voler capire la convenzione". è come se ti stessi chiedendo "perchè il polo sud non è il polo nord?". La risposta è che puoi chiamarli come ti pare, l'importante è che tu scriva tutto coerentemente alla convenzione adottata inizialmente.
Sai per cosa mi è sorto il dubbio? Perché se abbiamo un generatore e subito dopo un condensatore, Quando questo si carica si mettono dei segni + sull' armatura superiore in concordo ovviamente con il + del generatore... Quindi, questi + , siccome cercano di andare ad un potenziale minore ma sono 'bloccati' dal condensatore, sono elettroni? Poi il discorso che mi hai fatto adesso dal potenziale maggiore al minore sono d'accordo
per "subito dopo" intendi un circuito composto da una sola maglia contenete soltanto il generatore di tensione e il condensatore?
Se la risposta è "si", ti consiglio di prendere un qualsiasi libro di Fisica 2, e di chiarire i tuoi dubbi su quello nel paragrafo in cui si spiega cosa fanno gli elettroni in tra due lastre parallele a potenziale diverso. Sarà certamente più rigoroso e chiaro di qualsiasi risposta possa darti io.
Quale era il tuo dubbio sul diodo?
Se la risposta è "si", ti consiglio di prendere un qualsiasi libro di Fisica 2, e di chiarire i tuoi dubbi su quello nel paragrafo in cui si spiega cosa fanno gli elettroni in tra due lastre parallele a potenziale diverso. Sarà certamente più rigoroso e chiaro di qualsiasi risposta possa darti io.
Quale era il tuo dubbio sul diodo?
Si è quello che dici tu.. Ossia se io con cariche positive intendo lacune , perché nei circuiti mi vanno da potenziale maggiore a.minore? Non dovrebbero essere gli elettroni allora? ( guarderó presto il libro di fisica )...
Per il diodo appunto le questioni sulle polarizzazioni e anche li la convenzione che la corrente va dall' anodo al catodo mentre la tensione si misura in senso contrario alla corrente. Grazie ancora per l'attenzione!
Per il diodo appunto le questioni sulle polarizzazioni e anche li la convenzione che la corrente va dall' anodo al catodo mentre la tensione si misura in senso contrario alla corrente. Grazie ancora per l'attenzione!
Mettiamo il caso che tu stia usando un circuito che ti è ben noto. Prendiamo il classico circuito di bias di un BJT classico. In quel caso sai che il BJT è in regione attiva diretta, sai quali correnti sono entranti, sai che il diodo è polarizzato direttamente, quindi è sensato scegliere ad esempio le correnti di collettore e base entranti, e quella di emettitore uscente.
Ma in generale, quando analizzi un circuito del quale non conosci a priori il comportamento, cercare di assegnare alle correnti e alle tensioni incognite il verso fisico, non solo è totalmente inutile (dato che per fortuna esistono anche i numeri negativi), ma può risultare anche dannoso perchè puoi incappare in alcuni errori classici che si commettono quando si cerca di fare cose del genere.
Il potenziale elettrico, in un circuito, è riferito agli elettroni e non alle lacune, quindi gli elettroni si muovono da punti a potenziale maggiore verso punti a potenziale minore, ma essi hanno carica negativa, quindi la corrente è opposta in verso al moto effettivo delle cariche, onestamente non capisco quale sia la difficoltà che incontri.
Tra l'altro "la tensione si misura in verso contrario alla corrente", è una frase assolutamente priva di senso. la tensione è la differenza di potenziale tra due punti, e non ha nessun verso, semmai ha un punto di riferimento ed un punto del quale si vuole misurare il potenziale rispetto al riferimento. Che poi si indichi con una freccia, con un + e con un -, con due emoticon
e , non cambia assolutamente nulla, tu stai semplicemente indicando rispetto a quel punto stai misurando la differenza di potenziale.
Ma in generale, quando analizzi un circuito del quale non conosci a priori il comportamento, cercare di assegnare alle correnti e alle tensioni incognite il verso fisico, non solo è totalmente inutile (dato che per fortuna esistono anche i numeri negativi), ma può risultare anche dannoso perchè puoi incappare in alcuni errori classici che si commettono quando si cerca di fare cose del genere.
Il potenziale elettrico, in un circuito, è riferito agli elettroni e non alle lacune, quindi gli elettroni si muovono da punti a potenziale maggiore verso punti a potenziale minore, ma essi hanno carica negativa, quindi la corrente è opposta in verso al moto effettivo delle cariche, onestamente non capisco quale sia la difficoltà che incontri.
Tra l'altro "la tensione si misura in verso contrario alla corrente", è una frase assolutamente priva di senso. la tensione è la differenza di potenziale tra due punti, e non ha nessun verso, semmai ha un punto di riferimento ed un punto del quale si vuole misurare il potenziale rispetto al riferimento. Che poi si indichi con una freccia, con un + e con un -, con due emoticon
e , non cambia assolutamente nulla, tu stai semplicemente indicando rispetto a quel punto stai misurando la differenza di potenziale.
"Flamber":
Il potenziale elettrico, in un circuito, è riferito agli elettroni e non alle lacune, quindi gli elettroni si muovono da punti a potenziale maggiore verso punti a potenziale minore, ma essi hanno carica negativa, quindi la corrente è opposta in verso al moto effettivo delle cariche, onestamente non capisco quale sia la difficoltà che incontri.
Su questa frase mi inceppo, perdonami ma il dubbio che ho è ancora più banale di quello che pensi. Sono d accordo che il potenziale in un circuito è riferito agli elettroni , da potenziale maggiore a minore. Ok. Poi però mi dici che hanno carica negativa, e quindi la corrente si muove in verso opposto al moto effettivo delle cariche. Ecco: ma la corrente, perché si muove in verso opposto? É come se mi stai dicendo che nel circuito la corrente vada dal meno al più... Non è definita come un flusso di elettroni? Oppure si considera il dq/dt di cariche positive? E ancora, i + che usiamo nel circuito che vanno da pot maggiore a minore , non sono elettroni? penso che se rispondi proprio a queste domande una per una, quotandole ,risolvo i miei dubbi . Grazie ancora
Ma cosa significa "la corrente si muove" ? (non so se l'ho detto io, e se l'ho fatto me ne scuso)
Sono le cariche che si muovono, la corrente è la variazione della carica nel tempo, e fissato un sistema di riferimento, questa è positiva o negativa a seconda del segno della carica.
se hai degli elettroni che si muovo da sinistra verso destra, vedi una corrente di cariche negative da sinistra verso destra, che per semplicità puoi anche vedere come una corrente positiva da destra verso sinistra.
Non è che ci sono materialmente delle cariche positive che si muovono in un circuito, pensavo che questo fosse chiaro. Anche le stesse lacune, non sono altro che un modo più semplice di trattare i semiconduttori. Ma esse non sono particelle che godono delle stesse proprietà degli elettroni (o anche dei positroni). Le lacune sono quasiparticelle, utili per alleggerire i conti, ma esse non sono altro che "bolle d'aria" in un mare di elettroni.
Sono le cariche che si muovono, la corrente è la variazione della carica nel tempo, e fissato un sistema di riferimento, questa è positiva o negativa a seconda del segno della carica.
se hai degli elettroni che si muovo da sinistra verso destra, vedi una corrente di cariche negative da sinistra verso destra, che per semplicità puoi anche vedere come una corrente positiva da destra verso sinistra.
Non è che ci sono materialmente delle cariche positive che si muovono in un circuito, pensavo che questo fosse chiaro. Anche le stesse lacune, non sono altro che un modo più semplice di trattare i semiconduttori. Ma esse non sono particelle che godono delle stesse proprietà degli elettroni (o anche dei positroni). Le lacune sono quasiparticelle, utili per alleggerire i conti, ma esse non sono altro che "bolle d'aria" in un mare di elettroni.
Il discorso delle lacune l 'ho capito.. Non mi torna il fatto che se diciamo che gli elettroni vanno da potenziale maggiore a minore , se in un circuito ho un generatore con la polarità positiva verso l'alto ( e quindi filo superiore a potenziale maggiore rispetto all'inferiore -una sola maglia), la corrente positiva va dal più al meno, per esempio passando per un condensatore . Cioè è come dire che il fatto che la polarità positiva sia sopra implica che ci siano lacune...
Ma in un conduttore metallico non c'è nessuna lacuna, era solo qualche esempio per spiegarmi meglio. Da dove dovrebbero arrivare quelle lacune in un filo metallico? il diagramma a bande non lo permette.
tuttavia non capisco che difficoltà incontri nel capire che degli elettroni si muovono dal + verso il -, quindi vedi delle cariche negative dal + verso il -, quindi una corrente negativa dal + verso il -, che formalmente puoi vedere come una corrente negativa dal - verso il +.
tuttavia non capisco che difficoltà incontri nel capire che degli elettroni si muovono dal + verso il -, quindi vedi delle cariche negative dal + verso il -, quindi una corrente negativa dal + verso il -, che formalmente puoi vedere come una corrente negativa dal - verso il +.
"Flamber":
tuttavia non capisco che difficoltà incontri nel capire che degli elettroni si muovono dal + verso il -, quindi vedi delle cariche negative dal + verso il -, quindi una corrente negativa dal + verso il -, che formalmente puoi vedere come una corrente negativa dal - verso il +.
L ultima frase non l ho capita.. È dal + al - o viceversa? Ma a parte questo, non mi stai rispondendo a ciò che ti chiedo ^^: generatore e condensatore, una maglia, perché quando si carica ci mettiamo dei + nell' armatura superiore del condensatore? Non abbiamo appena detto che a potenziale maggiore ci sono gli elettroni?
No, non ho detto che gli elettroni sono a potenziale maggiore, ho detto che gli elettroni si muovono dal potenziale maggiore verso il potenziale minore.
Posso chiederti che libro di elettrotecnica usi? Se riesci a reperire "Circuiti Elettrici " R.Perfetti, Zanichelli, nelle prime quattro pagine, trovi queste cose spiegate con immagini e schemini. Ti basta una lettura veloce, secondo me, per toglierti ogni dubbio.
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