Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...

9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————condizione seguente:R = R1R4R2[9.47b]R 1R(u)VV 0-V 0+R 2 R 4Fig.9.21 : filo “caldo” in un ponte di Wheatstone.E’ interessante notare come un “filo” di Platino di diametro 2µm e di lunghezza 2mm a temperaturaambiente presenti una resistenza elettrica di circa 300Ω. La corrente elettrica che normalmente vienefatta passare attraverso R è tale da portare il filo ad una temperatura di 250° C. Ricordando che laresistenza elettrica di un conduttore metallico varia secondo la legge:R( T ) R [ + ( T − )]= 0 1 α T [9.48]0dove R 0 è la resistenza elettrica del conduttore ad una temperatura di riferimento T 0 ed α è unacostante numerica dipendente dal materiale conduttore stesso, si ha che una variazione dellatemperatura del conduttore determina una conseguente variazione di resistenza elettrica. Nel casospecifico dell’esempio che abbiamo considerato, l’incremento della temperatura di esercizio fa si che laresistenza elettrica del filo salga a 555Ω (α per il Platino è pari a 3.7⋅10 -3 a 20°C).Se poniamo il ponte resistivo di Fig.9.21 in aria stagnante, vediamo che, perché V 0 sia nullo (equilibrioelettrico del ponte) è necessario che in presenza di un filo di resistenza R, la resistenza R 4 = R.R 2 /R 1 ,dove R è la resistenza del filo alla temperatura di esercizio (es. 250°C). Se si espone all’aria inmovimento il filo caldo, esso si raffredderà per scambio termico convettivo con l’aria circostante. Ciòdeterminerà la diminuzione della sua resistenza elettrica e, di conseguenza, si registrerà un incrementodi V 0 . Esiste quindi una relazione che lega la velocità u dell’aria nella direzione perpendicolare all’assedel filo e la tensione V 0 ; tale relazione non sarà lineare e potrà essere determinata sperimentalmenteper taratura.La configurazione operativa considerata presenta molte controindicazioni nell’impiego pratico, prima fratutte il fatto che continue e rapide variazioni termiche del filo caldo ne deteriorano le caratteristichemeccaniche, riducendone la vita utile. Nelle applicazioni pratiche si preferisce operare in manieradifferente. La configurazione elettrica è la medesima, la differenza è che la tensione V 0 pilota unapparato di amplificazione e regolazione che agisce sul filo caldo mantenendone inalterata latemperatura. Se consideriamo un tempo infinitesimo dt, un vento u perpendicolare all’asse del filocauserà una perdita di calore (per convezione) pari a:———————————————————————————⎯⎯————————- 356 -