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ELECTROMAGNETIC PASSIVE DEVICES© > MOTIVAZIONI PRESTAZIONI > COMPORTAMENTO STATICO

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MOTIVAZIONI

Linea trasmissione
Comportamento statico
Comportamento dinamico
Velocità luce
Relatività e conservazione



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MOTIVAZIONI PRESTAZIONI - IL COMPORTAMENTO STATICO

Precedente

conduttori si allontanano al massimo, ad esempio, formando un cerchio, l'autoinduttanza sarà massima (ecco una delle ragioni per cui non conviene attorcigliare i cavi).

Ne consegue, che i cavi di grosso diametro, a meno non si tratti di coassiale, possiedono un'induttanza più elevata.
Vi è una tecnica che consente di ridurre l'autoinduttanza, detta di "
trasposizione". La vedremo applicata in un esempio di cavo di collegamento.

L'induttanza, se di valore "importante" (
anche poco più di 2 pH), come la resistenza determina delle alterazioni nella risposta in frequenza (percepita), ovviamente non rilevabile con la sua misurazione.

L'induttanza è anche una
reattanza pura.
Ciò significa che in particolari condizioni, questa potrebbe provocare lievi esaltazioni nella risposta in frequenza, seguiti da ripidi roll-off. Infine, come avviene per la resistenza, l'induttanza del cavo sembra controllare la distorsione ad alta frequenza: maggiore è il suo valore, più elevata sarà la distorsione.


3. La capacità (C)

La capacità (C) di una linea bifilare è determinata dalla:

"presenza di due conduttori affiancati parallelamente e separati da un dielettrico".


Questa aumenta in due casi:

  1. avvicinando tra loro i due conduttori;
  2. con l'aumento della costante dielettrica del materiale impiegato per l'isolamento dei conduttori.

Nella linea di trasmissione, la capacità è posta in parallelo.
Ne consegue che in unione con l'induttanza in serie, si forma un filtro passa-basso del secondo ordine, in grado di attenuare maggiormente le alte frequenze.
Per questo motivo, il valore della capacità incide sul valore di attenuazione delle alte frequenze. Ne consegue, anche, l'interdipendenza tra la capacità e l'induttanza: aumentando il valore della prima, diminuisce l'altra e viceversa.

L'elevato valore della capacità, porta la linea di trasmissione ad essere definita di tipo "
capacitivo", meglio nota come cavo di collegamento ad alta capacità.
Questa, se di misura importante (
parecchie centinaia di picoFarad), potrebbe fare entrare in oscillazione l'amplificatore, distruggendolo. Visto gli esigui valori di capacità espressi dai cavi di collegamento, si tratta di un'ipotesi rarissima, personalmente mai sperimentata, nemmeno per sentito dire. Vedremo in seguito, come sia preferibile ricercare un basso valore di induttanza, piuttosto che di capacità.


4. La conduttanza (G)

La conduttanza (G) è:

"l'inverso della resistenza".


Questa tiene in considerazione le perdite nel dielettrico interposto tra i conduttori, quindi della qualità degli stessi. Si misura anch'essa in Ohm.


Argomento tratto dal libro:
Francesco Piccione
Dell'Enigma dei Cavi©.
Certezze ed Ombre - III Edizione (1999 ad oggi).
Guida esauriente nel mondo del "trasporto" del segnale all'interno dei cavi elettrici.


Gli
EPD© sono stati inventati e sviluppati tenendo conto dell'influenza delle costanti primarie e quant'altro non citato in questo paragrafo.
Le misurazioni strumentali (
di resistenza, capacità, induttanza, risposta in frequenza, onda quadra, etc.), però, come per le apparecchiature elettroniche (o audio), nulla dicono su come effettivamente si comportano (o suonano) i cavi elettrici. Da qui, la denominazione di comportamento statico in contrapposizione al comportamento dinamico.
Per questi motivi, oltre altri citati e da citare, esprimono
prestazioni uniche al mondo.

2. IL COMPORTAMENTO STATICO

Per comportamento statico di un cavo elettrico si intende quando è visto solo dal punto di vista delle misure strumentali, specie delle misure dei valori dei suoi parametri classici, quali la resistenza, l'induttanza e la capacità.


1. La resistenza (R)

Come anticipato nel capitolo dedicato alla "Corrente Elettrica" (
Cap. II), la resistenza elettrica (misurata in Ohm) di un conduttore è:

"la forza che si oppone al libero movimento degli elettroni".


Più è elevata, maggiore sarà questa forza; la sua azione incide maggiormente nei confronti di segnali di maggiore livello, tipici delle basse frequenze. Quindi, non solo una elevata resistenza del conduttore, causerà una perdita generale (
per attenuazione e dissipazione) del segnale audio, ma tale perdita sarà più pronunciata a bassa frequenza.
Tale fatto, non è rilevabile facilmente con i minidiffusori, poiché carenti nell'emissione delle basse frequenze. Ecco perché è importante, quando si conduce ricerca e sperimentazione sui cavi di collegamento (
per elettroniche audio e diffusori), utilizzare diffusori (oltre che attrezzatura tecnica), in grado di riprodurre la più ampia gamma di frequenze riproducibile, pena l'incongruenza dei risultati.

Abbiamo visto (
Cap. III), che non tutti i materiali conducono la corrente allo stesso modo.
Esiste un parametro che tiene conto di questa diversità dei materiali, indipendentemente dalle sue dimensioni e qualità fisiche. E' questa la "
Resistenza Specifica" o "Resistività", definita come la resistenza di un filo di materiale di lunghezza e sezione unitarie. Quanto elevate sono le impurità presenti nel conduttore, tanto maggiore sarà la sua resistenza;  oppure, tanto ridotta sarà la sua sezione, maggiore sarà la sua resistenza.

La resistenza, se in misura importante (
anche poco meno di 1 Ohm), provoca determinate conseguenze:

  1. alterazioni della risposta in frequenza, in particolare a bassa frequenza, mediante la sua attenuazione. Questa è direttamente proporzionale alla diminuzione della frequenza da riprodurre: più bassa sarà la frequenza trasportata, maggiore sarà la resistenza;
  2. diminuzione dello smorzamento degli altoparlanti nei diffusori dinamici. Ciò comporta una perdita di controllo sugli stessi, particolarmente pronunciata in gamma bassa; ne consegue una diminuzione di numerosi parametri sonori (dinamica, microdinamica, ecc.) in particolare del "silenzio intertransiente", ossia il suono si "allunga";
  3. perdita di controllo della distorsione. Non solo, quindi, attenuazioni e perdite, ma anche aumento della distorsione a bassa frequenza, in proporzione all'aumento della resistenza (la resistenza del cavo sembra controllare la distorsione a bassa frequenza).

Ne consegue che maggiore è la sezione del conduttore, minore sarà la resistenza e la potenza dissipata (
persa) sul cavo e le ulteriori conseguenze.

Chiaramente, la rilevazione della risposta in frequenza del cavo elettrico, non dirà nulla di tutto ciò!


2. L'induttanza (L)

L'induttanza (L) di una linea di trasmissione bifilare (
o cavo di collegamento) è dovuta al:

"campo magnetico generato dalla corrente, concatenato con i conduttori".


L'autoinduttanza è tanto maggiore quanto maggiore è l'area descritta dai conduttori che la compongono.
Se, ad esempio, i conduttori che costituiscono una linea sono molto sottili ed accostati tra loro, l'induttanza è bassa. Viceversa, se i conduttori possiedono una grossa sezione, pur accostandoli il più vicino possibile, una certa parte del campo magnetico finirà col concatenarsi con parte della sezione, e l'induttanza avrà valori più elevati. Se, invece, i

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