[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
Uso anche io quel libro per elettrotecnica... Si il discorso fila un po meglio e arrivo dunque a questa domanda: il fatto sempre del circuito a una maglia col condensatore , il potenziale abbiamo detto che essere maggiore nel filo superiore. E abbiamo anche detto che sono gli elettroni a muoversi da potenziale maggiore a minore. Sappiamo però anche che gli elettroni si muovono in senso contrario a quello della corrente assunta positiva. E allora perché nel nostro circuito immaginiamo che siano le cariche positive a scorrere da potenziale maggiore a minore? ( tant è che mettiamo dei più nell' armatura del condensatore superiore)... Non so cosa non capisci del mio dubbio... Mi sembra di avere fatto una domanda molto specifica 
Perchè la corrente tiene conto della carica, non è semplicemente un flusso di particelle, è un flusso di particelle cariche elettricamente. Se ti è più comodo immaginare una corrente negativa con verso concorde con il moto degli elettroni fai pure, ma matematicamente è esattamente come considerare una corrente positiva nel verso opposto.
Se hai un flusso di elettroni da sx verso dx, vedi una corrente negativa da sx verso dx, che matematicamente è uguale ad una corrente positiva da dx verso sx.
Se hai un flusso di lacune da sx verso dx, vedi una corrente positiva da sx verso dx, che matematicamente è uguale ad una corrente negativa da dx verso sx.
Se hai un flusso di neutrini (con carica elettrica nulla) non vedi nessuna corrente elettrica, perchè i neutrini non sono portatori di carica.
Ti faccio ancora un esempio, prendi un pezzo di silicio intrinseco isolato (cioè non messo in un circuito), se ne illumini la faccia sulla sinistra, per effetto fotoelettrico generi un eccesso di coppie lacune-elettroni all'estrema sinistra. Queste coppie, inizieranno a diffondere verso destra.
Nello stesso dispositivo hai elettroni che si muovono da sx verso dx, e uno stesso numero di lacune che si muove sempre da sx verso dx. Hai delle cariche che si muovono, quindi hai una corrente? assolutamente no, perchè il pezzo di silicio è isolato, non è in un circuito, quindi dove dovrebbe andare la corrente in un circuito aperto? O meglio hai due correnti uguali e opposte. Semplicemente la corrente è 0, perchè il flusso di elettroni e lacune è esattamente uguale (se vai a scrivere le equazioni di diffusione lo vedi, nonostante le costanti di diffusione siano diverse nelle equazioni di Einstein, tutto si bilancia grazie alla massa efficace diversa di elettroni e lacune, considerando che il silicio sia isotropo, e ti conviene, altrimenti ci devi buttare dentro anche il calcolo tensoriale e non fa mai piacere), e diffondono nello stesso verso. E se hai 100 cariche negative e 100 cariche positive che si muovono contemporaneamente, attraverso la stessa superficie, e nello stesso verso la corrente totale è 0.
EDIT:
Nell'esempio del generatore, le cariche positive "fittizie" si muovono dal potenziale minore, al potenziale maggiore, perchè quel potenziale è riferito agli elettroni.
Se hai un flusso di elettroni da sx verso dx, vedi una corrente negativa da sx verso dx, che matematicamente è uguale ad una corrente positiva da dx verso sx.
Se hai un flusso di lacune da sx verso dx, vedi una corrente positiva da sx verso dx, che matematicamente è uguale ad una corrente negativa da dx verso sx.
Se hai un flusso di neutrini (con carica elettrica nulla) non vedi nessuna corrente elettrica, perchè i neutrini non sono portatori di carica.
Ti faccio ancora un esempio, prendi un pezzo di silicio intrinseco isolato (cioè non messo in un circuito), se ne illumini la faccia sulla sinistra, per effetto fotoelettrico generi un eccesso di coppie lacune-elettroni all'estrema sinistra. Queste coppie, inizieranno a diffondere verso destra.
Nello stesso dispositivo hai elettroni che si muovono da sx verso dx, e uno stesso numero di lacune che si muove sempre da sx verso dx. Hai delle cariche che si muovono, quindi hai una corrente? assolutamente no, perchè il pezzo di silicio è isolato, non è in un circuito, quindi dove dovrebbe andare la corrente in un circuito aperto? O meglio hai due correnti uguali e opposte. Semplicemente la corrente è 0, perchè il flusso di elettroni e lacune è esattamente uguale (se vai a scrivere le equazioni di diffusione lo vedi, nonostante le costanti di diffusione siano diverse nelle equazioni di Einstein, tutto si bilancia grazie alla massa efficace diversa di elettroni e lacune, considerando che il silicio sia isotropo, e ti conviene, altrimenti ci devi buttare dentro anche il calcolo tensoriale e non fa mai piacere), e diffondono nello stesso verso. E se hai 100 cariche negative e 100 cariche positive che si muovono contemporaneamente, attraverso la stessa superficie, e nello stesso verso la corrente totale è 0.
EDIT:
Nell'esempio del generatore, le cariche positive "fittizie" si muovono dal potenziale minore, al potenziale maggiore, perchè quel potenziale è riferito agli elettroni.
E queste cariche positive sull' armatura superiore come si spiega?
Prova a ragionarci un attimo, in un metallo una carica positiva da cosa può derivare? Ovviamente soltanto da una carenza di elettroni rispetto al numero di protoni.
Pensando al legame metallico, un'armatura si svuota di elettroni generando quindi una densità di carica positiva dovuta ai nuclei degli atomi del metallo, e questi elettroni finiscono sull'altra armatura, generando un'eccesso di carica negativa.
Pensando al legame metallico, un'armatura si svuota di elettroni generando quindi una densità di carica positiva dovuta ai nuclei degli atomi del metallo, e questi elettroni finiscono sull'altra armatura, generando un'eccesso di carica negativa.
"Flamber":
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 .
Ho chiarito il mio dubbio all'università, ed ovviamente mi sono state utili le tue risposte e quella di renzo , quindi grazie
però in questa frase sopra quotata non mi torna che gli elettroni vanno dal + al - .. Perché il potenziale è definito per le cariche positive e quindi per gli elettroni il potenziale 'più alto' per loro è il - .
"alby941":
... 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?
Se stiamo parlando di un normale circuito elettrico con un generatore un utilizzatore ed un conduttore che li collega, dal positivo del generatore non parte nessuna carica positiva verso l'utilizzatore, in quanto in un normale conduttore metallico solo gli elettroni possono muoversi e quindi la reale corrente elettrica sarà costituita da elettroni che si muovono dall'utilizzatore verso il morsetto positivo del generatore ma, per quanto spiegato nel mio primo intervento, per ragioni puramente storiche, si considera una equivalente corrente convenzionale (inesistente) di verso opposto.
"alby941":
... in questa frase sopra quotata non mi torna che gli elettroni vanno dal + al - ...
Siamo in due, non torna nemmeno a me!
Ok allora perfetto , grazie 
Una curiosità: come mai gli elettroni partono dal - se il meno che noi vediamo indica il potenziale delle cariche positive? ( ossia la polarità associata al conduttore adiacente al -).. Cioè che legame c è tra il potenziale minore delle cariche positive e il fatto che gli elettroni partano proprio da li? (penso di saperlo ma vorrei una conferma)
Una curiosità: come mai gli elettroni partono dal - se il meno che noi vediamo indica il potenziale delle cariche positive? ( ossia la polarità associata al conduttore adiacente al -).. Cioè che legame c è tra il potenziale minore delle cariche positive e il fatto che gli elettroni partano proprio da li? (penso di saperlo ma vorrei una conferma)
Io parlavo del moto degli elettroni "dentro" il generatore, vanno dal + verso il - e vengono emessi dal -, era solo per descrivere il verso.
il potenziale minore per le cariche positive, corrisponde al potenziale maggiore per le cariche negative. Il campo è esattamente lo stesso, ed il modulo del potenziale è lo stesso, l'unica cosa che cambia è il segno della carica di prova.
In questo diagramma, ad esempio, il potenziale è riferito agli elettroni. Gli elettroni nella regione p vedono una "discesa" verso destra e naturalmente si muovono dal potenziale maggiore a quello minore, per diffusione.
La lacune tuttavia, si muovono da destra verso sinistra, nonostante ci sia una "salita". Questa apparente contraddizione, appunto è dovuta al fatto che il potenziale è riferito ad una carica negativa, e ti basta ruotare la testa (o l'immagine, è più comodo) di 180°. E ruotare l'immagine di 180°, matematicamente, si traduce cambiano il segno al potenziale. (o meglio all'energia potenziale nel caso di questo diagramma)
"alby941":
Ok allora perfetto , grazie
che legame c è tra il potenziale minore delle cariche positive e il fatto che gli elettroni partano proprio da li? (penso di saperlo ma vorrei una conferma)
il potenziale minore per le cariche positive, corrisponde al potenziale maggiore per le cariche negative. Il campo è esattamente lo stesso, ed il modulo del potenziale è lo stesso, l'unica cosa che cambia è il segno della carica di prova.
In questo diagramma, ad esempio, il potenziale è riferito agli elettroni. Gli elettroni nella regione p vedono una "discesa" verso destra e naturalmente si muovono dal potenziale maggiore a quello minore, per diffusione.
La lacune tuttavia, si muovono da destra verso sinistra, nonostante ci sia una "salita". Questa apparente contraddizione, appunto è dovuta al fatto che il potenziale è riferito ad una carica negativa, e ti basta ruotare la testa (o l'immagine, è più comodo) di 180°. E ruotare l'immagine di 180°, matematicamente, si traduce cambiano il segno al potenziale. (o meglio all'energia potenziale nel caso di questo diagramma)
Si sotto questo punto di vista ho molto chiarito. Tuttavia non so perché, ma non mi viene naturale di pensare che un circuito progettato correttamente per quanto riguarda le correnti possa andare bene nei circuiti reali e fisici ove gli elettroni vanno al contrario della corrente. Ad esempio nel bjt gli elettroni vanno da emettitote a connettore, la corrente contrario.. Ecco, qua già storgo il naso perché tratto elettroni e corrente come due cose indipendenti mentre in realtà sono 'la stessa cosa'. Probabilmente mi confondono anche tutte le tensioni in diretta e inversa , interdizioni varie ... vorrei mi venisse spontaneo vedere un circuito senza farmi tutte queste complicanze ..
vorrei mi venisse spontaneo vedere un circuito senza farmi tutte queste complicanze ..
Davvero non capisco cosa ti "turbi" nel considerare con un segno negativo la carica dell'elettrone onestamente.
Elettroni e corrente, non sono "la stessa cosa", chiaramente, ma una corrente si definisce come una carica fratto un tempo. se questa carica è negativa, cosa ti confonde nel mettere il -.
Per farti un esempio simile, è come se ti stessi chiedendo "Perchè l'accelerazione gravitazionae è negativa?"
La risposta è che è negativa SE l'asse dello spazio punta verso l'alto, e punta verso l'alto per una tua convenzione, ma se vuoi puoi scrivere tutto al contrario, funziona lo stesso. Anzi volendo puoi far coincidere l'origine degli assi con una pallina che cade dal cielo, che quindi risulta ferma, e far muovere il resto dell'universo, i conti vengono comunque.
Voler capire una convenzione, significa voler capire qualcosa di assiomatico come "perchè la carica dell'elettrone è negativa?" e dimostrare gli assiomi è dura
Elettroni e corrente, non sono "la stessa cosa", chiaramente, ma una corrente si definisce come una carica fratto un tempo. se questa carica è negativa, cosa ti confonde nel mettere il -.
Per farti un esempio simile, è come se ti stessi chiedendo "Perchè l'accelerazione gravitazionae è negativa?"
La risposta è che è negativa SE l'asse dello spazio punta verso l'alto, e punta verso l'alto per una tua convenzione, ma se vuoi puoi scrivere tutto al contrario, funziona lo stesso. Anzi volendo puoi far coincidere l'origine degli assi con una pallina che cade dal cielo, che quindi risulta ferma, e far muovere il resto dell'universo, i conti vengono comunque.
Voler capire una convenzione, significa voler capire qualcosa di assiomatico come "perchè la carica dell'elettrone è negativa?" e dimostrare gli assiomi è dura
Ciò che dici é giusto. Ma infatti il problema so che me lo sto inventando io , ma non riesco a trovarne una soluzione lineare spontanea.. Mi sembra di dover fare forzature. Mi chiedo ' ma se io progetto un circuito in un certo modo con induttori , transistor etc etc . e dal punto di vista della corrente va bene, chi mi assicura che vada bene anche dal punto di vista degli elettroni che vanno nel verso contrario?' non ne vengo q capo 
Resistori, induttori e condensatori sono bidirezionali quindi il problema non si pone.
Ho una domanda, sai cosa fanno elettroni e lacune in un Diodo a giunzione, oppure in un BJT?
Se la risposta è si, potresti porre più nello specifico quale è il dubbio? Perché se hai gua capito come funzioni un diodo allora non dovresti avere nessun problema
Ho una domanda, sai cosa fanno elettroni e lacune in un Diodo a giunzione, oppure in un BJT?
Se la risposta è si, potresti porre più nello specifico quale è il dubbio? Perché se hai gua capito come funzioni un diodo allora non dovresti avere nessun problema
Devo ripassare quella parte ovviamente in vista dell'esame... So che ci sono correnti di deriva e diffusione , la prima dovuta al campo elettrica, l altra alla migrazione di elettroni e lacune causate da gradienti di concentraZione .. Ma questo cosa dovrebbe risolvere nel mio dubbio? Cioè la dinamica fisica ora l 'ho capita, non capisco bene perché progettando "un qualcosa" per le correnti, mi vada bene gli elettroni, .. Mi viene da trattare le due cose come fossero diverse... Cioè a livello fisico si muovono gli elettroni, allora perché parliamo sempre di corrente? Al mio telefono lo alimenta la corrente o gli elettroni?( so che la risposta è tutte e due cose:) , ma non mi risulta lineare il ragionamento)
Il tuo telefono è alimentato da una batteria, che genera una differenza di potenziale, che fa muovere gli elettroni, e degli elettroni che si muovono determinano una corrente.
" Cioè a livello fisico si muovono gli elettroni, allora perché parliamo sempre di corrente?"
Se vuoi puoi scrivere l'equazione del moto per ogni elettrone nel sistema, nel silicio drogato ne trovi da $10^14$ a $10^18$ per $cm^2$, poco meno del numero di stelle che si stima ci siano nell'universo .
Se vuoi semplificarti un po' la vita puoi passare alle equazioni differenziali alle derivate parziali di Maxwell, sulle quali si basano lo studio e l'osservazione di qualsiasi fenomeno elettromagnetico.
Se te la vuoi semplificare ancora di più, ci sono, leggi di Kirchoff , che non sono altro che le equazioni di Maxwell riscritte per circuiti a parametri concentrati. Questa "approssimazione" introduce un errore così piccolo, che è assolutamente sempre trascurabile per circuiti di grandezza ragionevole (qualunque cosa "ragionevole" voglia significare).
Poi ovviamente ci sono anche fenomeni dove le leggi di Kirchoff non sono valide, ad esempio l'antenna radio di una qualsiasi automobile, ha un' estremità nel vuoto (e per l'elettrotecnica quindi è un circuito aperto), ma ci passa della corrente dentro, e anche parecchia.
Generalmente, per il diodo a giunzione, è abbastanza inutile scrivere le equazioni di drift, ci si complica inutilmente la vita. E' molto più facile fare un modello puramente diffusivo, e poi aggiungerci due resistenze serie dovute alle regioni non svuotate E se vuoi essere ancora più preciso la resistenza serie varia anche con la tensione perchè la regione svuotata è modulata dalla tensione, ma ha senso tenere conto di questo effetto solo quando il diodo è cortissimo, cioè praticamente mai per un ingegnere elettronico.
Comunque se studi bene cosa accade in un diodo, sai dove vanno gli elettroni, sai dove vanno le lacune, alla fine tracci la caratteristica, e ti rendi conto che fa quello che deve fare.
" Cioè a livello fisico si muovono gli elettroni, allora perché parliamo sempre di corrente?"
Se vuoi puoi scrivere l'equazione del moto per ogni elettrone nel sistema, nel silicio drogato ne trovi da $10^14$ a $10^18$ per $cm^2$, poco meno del numero di stelle che si stima ci siano nell'universo
.Se vuoi semplificarti un po' la vita puoi passare alle equazioni differenziali alle derivate parziali di Maxwell, sulle quali si basano lo studio e l'osservazione di qualsiasi fenomeno elettromagnetico.
Se te la vuoi semplificare ancora di più, ci sono, leggi di Kirchoff , che non sono altro che le equazioni di Maxwell riscritte per circuiti a parametri concentrati. Questa "approssimazione" introduce un errore così piccolo, che è assolutamente sempre trascurabile per circuiti di grandezza ragionevole (qualunque cosa "ragionevole" voglia significare).
Poi ovviamente ci sono anche fenomeni dove le leggi di Kirchoff non sono valide, ad esempio l'antenna radio di una qualsiasi automobile, ha un' estremità nel vuoto (e per l'elettrotecnica quindi è un circuito aperto), ma ci passa della corrente dentro, e anche parecchia.
Generalmente, per il diodo a giunzione, è abbastanza inutile scrivere le equazioni di drift, ci si complica inutilmente la vita. E' molto più facile fare un modello puramente diffusivo, e poi aggiungerci due resistenze serie dovute alle regioni non svuotate E se vuoi essere ancora più preciso la resistenza serie varia anche con la tensione perchè la regione svuotata è modulata dalla tensione, ma ha senso tenere conto di questo effetto solo quando il diodo è cortissimo, cioè praticamente mai per un ingegnere elettronico.
Comunque se studi bene cosa accade in un diodo, sai dove vanno gli elettroni, sai dove vanno le lacune, alla fine tracci la caratteristica, e ti rendi conto che fa quello che deve fare.
Mi dai spiegazioni anche troppo dettagliate .. Per arrivare al dunque devo capire se progettando un circuito topologicamente corretto per la corrente allora anche per gli elettroni va bene. Perché nel bjt ci fanno prima vedere come vanno gli elettroni dentro, e poi co fanno vedere invece i vari versi delle correnti
.. Per arrivare al dunque devo capire se progettando un circuito topologicamente corretto per la corrente allora anche per gli elettroni va bene. Perché nel bjt ci fanno prima vedere come vanno gli elettroni dentro, e poi co fanno vedere invece i vari versi delle correnti
Purtroppo non ho idea di cosa tu voglia intendere, non saprei davvero come rispondere perché la domanda non ha alcun senso
Infatti mi sto complicando il discorso probabilmente però non mi risulta 'giusto' e non so perché. Prova a rispondere qua e forse chiarisco: quando ricarico il cellulare sono interessato di più alla corrente o agli elettroni? (domanda terra terra)
Ma perchè parli di elettroni e corrente come se fossero due cose contrapposte?
Quando ricarichi il cellulare sei interessato al fatto che gli elettroni "vadano" da "qualche parte". Ma se gli elettroni "vanno" da "qualche parte", e non stanno fermi, allora generano una corrente.
è esattamente uguale a dire, "Se devi riempire una bacinella d'acqua, sei più interessato al flusso di acqua che esce dal rubinetto o alle molecole di acqua che finiscono la bacinella?"
Ma che senso ha questa domanda se sono le molecole di acqua stesse a generare il flusso?
Quando ricarichi il cellulare sei interessato al fatto che gli elettroni "vadano" da "qualche parte". Ma se gli elettroni "vanno" da "qualche parte", e non stanno fermi, allora generano una corrente.
è esattamente uguale a dire, "Se devi riempire una bacinella d'acqua, sei più interessato al flusso di acqua che esce dal rubinetto o alle molecole di acqua che finiscono la bacinella?"
Ma che senso ha questa domanda se sono le molecole di acqua stesse a generare il flusso?
A livello esterno non cambia nulla, ma a livello interno il modo di vederlo è duplice, come mancanza di aria nella bacinella o come riempimento d ' acqua ... Anche se ovviamente il risultato è lo stesso
Non vorrei che le mie parole suonassero come una critica nei tuoi confronti, perchè non è assolutamente così. Anche io ogni giorno durante le lezioni ho dubbi su qualcosa che ad altri può sembrare estremamente banale.
Però davvero non so come non possa esserti chiara quasta cosa, avendo bene in mente i tre semplici concetti di carica negativa, differenza di potenziale e corrente.
Però davvero non so come non possa esserti chiara quasta cosa, avendo bene in mente i tre semplici concetti di carica negativa, differenza di potenziale e corrente.
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