- Cos’è la legge di Ohm
- Come è applicata nella sigaretta elettronica
- E-cig elettroniche e e-cig meccaniche
- Come applicare la legge di Ohm nella sigaretta elettronica meccanica
Se lo svapatore va oltre il kit di sigaretta elettronica già pronto che si trova in commercio, dovrà misurarsi con moltissime diverse competenze, tratte dai più diversi campi, come i principi scientifici relativi all’elettricità, fondamentali per rigenerazione o la regolazione di watt e volt
Proprio in quest’ultimo contesto rientra la conoscenza di una delle più note leggi fisiche, che spesso si apprende a scuola ma che altrettanto spesso si dimentica con gli anni: la legge di Ohm.
Perché questa legge è tanto importante per lo svapo? Come e quando la si deve applicare, per svapare con piacere e – soprattutto – sicurezza?
Cos’è la legge di Ohm
Cominciamo con un brevissimo cenno storico. Il suo nome si deve al fisico tedesco Georg Ohm, il quale, in un suo trattato del 1827, in contrasto con altri suoi colleghi scienziati e con le opinioni filosofiche dominanti nel periodo, formulò le sue due importanti leggi.
Lo scopo di Ohm era dimostrare quali tipologie di relazioni esistono tra la tensione applicata agli estremi di un filo percorso da una corrente elettrica, l’intensità di questa corrente, e la resistenza di questo filo. A partire da questi suoi sforzi, sono state appunto formulate le due leggi che ancora portano il suo nome, e che stanno alla base di gran parte degli (enormi) passi avanti successivi.
Ma che cosa dicono queste leggi?
- La prima legge di Ohm dice che l’intensità di corrente I che percorre un filo conduttore è in proporzione diretta al voltaggio V, e in proporzione inversa alla resistenza R. In formula, la legge si schematizza così: I = V / R. Questa prima legge, in parole povere, ci dice che aumentando la tensione della pila, o diminuendo la resistenza del circuito, la corrente diventa maggiore; viceversa, se diminuiamo la tensione della pila o aumentiamo la resistenza del circuito, la corrente diminuisce.
- La seconda legge di Ohm invece dice che, considerando un filo conduttore, la sua resistenza R è direttamente proporzionale alla sua lunghezza l, e inversamente proporzionale alla sua sezione s. Inoltre, questa stessa resistenza varia anche in funzione del materiale del filo resistivo, indicato con la lettera greca “ro” (r). In formula, la seconda legge di Ohm si scrive così: R = ( r l ) / s.
Come è applicata nella sigaretta elettronica
Che cosa ha a che fare la legge di Ohm con la sigaretta elettronica? Ebbene, la sigaretta elettronica è un circuito molto semplice, avente il suo nucleo nella batteria e il suo “estremo”, se così si vuol dire, nella resistenza.
Di fatto, ogni e-cig è soltanto una batteria, coi suoi due poli (positivo e negativo) e un valore proprio di tensione, che si collega alla coil per riscaldarla attraverso un passaggio di corrente, permettendo così di vaporizzare l'e-liquid. Il tank, l’atomizzatore e le altre componenti sono un’aggiunta necessaria per svapare, ma superflua per il meccanismo in sé.
La legge di Ohm, allora, entra in gioco in tutta una serie di calcoli collegati al buon funzionamento della nostra e-cig – nella fattispecie, dei suoi circuiti elettrici. Con la legge di Ohm possiamo calcolare quanta corrente attraversa la resistenza (in Ampere), quale sarà il valore della resistenza della coil (la cui unità di misura è proprio l’Ohm) e infine quale tensione si applica alla coil (in Volt) in base all’erogazione delle batterie.
A ciò si aggiunga che, una volta determinati questi valori grazie alla legge di Ohm, sarà possibile conoscere anche la potenza della nostra sigaretta elettronica, ossia il wattaggio, tramite una formula molto semplice: P = V I (voltaggio per intensità di corrente). Inoltre, naturalmente, conoscendo alcuni di questi valori si potranno determinare gli altri grazie alle formule inverse.
E-cig elettroniche e e-cig meccaniche
Le sigarette elettroniche meccaniche si rifanno esclusivamente al modello di cui si è detto. Al netto dell’estetica, delle forme e delle varie mod in commercio (come quelle pensate per il cloud chasing, ad esempio, o per dare altre caratteristiche peculiari al vapore), esse sono costituite soltanto da una batteria che scalda una resistenza ogni volta che viene attivato il dispositivo.
Per questo motivo, conoscere e applicare la legge di Ohm è assolutamente necessario solo per i modelli meccanici. Se dobbiamo costruire una coil in una sigaretta elettronica meccanica, dovremo conoscere tutti e tre i valori in gioco nella legge di Ohm.
Il circuito interno della e-cig elettronica, invece, è fatto in maniera tale che – per così dire – applica in autonomia i valori corretti della legge di Ohm. Così, non ci sarà bisogno di ricordare tutte queste formule per una svapata soddisfacente.
Avendo a disposizione una ecig elettronica, si può costruire una coil con un qualsiasi valore di resistenza, e regolare poi durante la svapata la tensione erogata dal nostro vaporizzatore attraverso gli strumenti appositi, in modo da godere di una svapata soddisfacente.
Svapando con una meccanica, invece, all’aumentare del consumo della batteria, il flusso di corrente diminuirà fino al suo progressivo esaurimento.
Come applicare la legge di Ohm nella sigaretta elettronica meccanica
Ma per quale motivo la legge di Ohm è così importante nella sigaretta elettronica con hardware meccanico? Se davvero il suo funzionamento è basato in fondo solo su una batteria che scalda una resistenza, perché non è sufficiente accendere la e-cig, lasciare che la batteria eroghi corrente e goderci il nostro e-liquid?
Il punto fondamentale da conoscere sta nel fatto che ogni batteria può erogare un determinato livello massimo di corrente a scarica continua. Allora, l’intensità della corrente (valore I, nelle formule della legge di Ohm) va sempre tenuta sotto controllo.
Se si superasse il valore massimo, si correrebbe il rischio di un surriscaldamento della batteria e di una sua conseguente rottura – fino ai casi più gravi di cortocircuito, produzione di gas pericolosi e nocivi o esplosioni.
Per questo, conoscere la potenza e tutti i valori implicati nella legge di Ohm è assolutamente necessario, se intendiamo utilizzare una e-cig meccanica.
Ecco, allora, come si applica la legge di Ohm nel caso della sigaretta elettronica di tipo meccanico. Non vi è nulla di difficile: è sufficiente applicare nel caso particolare le formule generali enunciate al paragrafo precedente.
- Poniamo di dover calcolare la corrente che passa attraverso la nostra coil. Immaginiamo di aver montato una coil da 0,5 Ohm, e di avere una batteria dal voltaggio di 4,2 Volt (standard per le cosiddette big battery, dotate di grande capacità). La prima legge di Ohm dice che I = V / R; dunque, nel nostro caso, avremo un’intensità pari a 4,2 / 0,5 = 8,4 Ampere. Se questo valore è inferiore alla corrente massima I che può erogare la batteria, possiamo stare tranquilli. Altrimenti, in parallelo, dovremmo aumentare il valore in Ohm della resistenza per far calare l’intensità di corrente.
- Applicando la formula inversa della legge di Ohm potremmo calcolare il valore minimo della resistenza in base alla corrente a scarica continua della nostra batteria. Poniamo che questa abbia 4,2 Volt e un potenziale massimo di corrente a scarica continua di 15 Ampere. Per calcolare la resistenza, la formula è: R = V / I. Scegliendo di usare un massimo dell’80-90% della corrente massima (come da buone norme di sicurezza) cioè circa 13 Ampere, otteniamo: R = 4,2 / 13 = 0,32 Ohm, approssimando. Dunque, non è sicuro installare una coil con una quantità minore di resistenza.
- Poi, conoscendo i valori dell’intensità della corrente e della resistenza, potremo calcolare il carico di tensione che passa attraverso la resistenza, usando la formula V = I R della legge di Ohm. Ponendo una corrente di 13 Ampere e una resistenza di 0,6 Ohm, avremo: V = 13*0,6 = 7,8 Volt.
- Infine, naturalmente, potremo calcolare la potenza (il wattaggio) della nostra e-cig, con la formula già citata P = V I. Supponendo i valori del primo esempio, cioè V = 4,2 Volt e I = 8,4 Ampere, otterremo: P = 4,2 8,4 = 35,28 Watt.