Le unità di misura delle sigarette elettroniche
Quando si parla delle sigarette elettroniche è necessario tenere a mente che il loro funzionamento si basa su alcune determinate leggi della fisica e dell'elettronica.
Proprio per questo motivo si devono considerare alcune unità di misura per essere certi che non si verifichino problemi oppure surriscaldamenti nel corso dell'esperienza di svapo. Al tempo stesso occorre accertarsi che alcuni di questi valori abbiano il giusto rapporto l'uno con l'altro.
Vediamo quindi quali sono le unità di misura che regolano il mondo dello svapo, il funzionamento di quale componente dell'e-cig influenzano e in che modo si ottengono le migliori prestazioni in base al modello di dispositivo e alla tecnica di vaping adottate.
Ampere
L'ampere (A) è l’unità di misura della corrente elettrica e il suo nome è stato mutuato da quello del fisico francese André-Marie Ampère, uno dei padri dell’elettromagnetismo.
Nello specifico indica l’intensità di corrente con una forza pari a 2x10-7 N per metro generata in due conduttori lineari paralleli, distanti un metro l’uno dall'altro, posti nel vuoto e dotati di una sezione trasversale trascurabile e un lunghezza infinita.
L’ampere è una delle 7 fondamentali unità di misura del Sistema Internazionale di unità di misura, quindi consente di derivare anche le altre unità elettromagnetiche. Proprio perché viene indicato secondo le regole della scrittura semplificata internazionale, questo valore deve essere privo di accento, con la lettera iniziale minuscola e non varia forma al plurale.
Dal punto di vista elettrico, l’ampere consente di misurare l'intensità di corrente che passa in un secondo all'interno di un conduttore attraversato dalla carica di un coulomb in qualunque sezione. Questo valore permette al tempo stesso di determinare la carica massima accumulabile dalle batterie di qualsiasi dispositivo elettrico. Ciò vale anche per le sigarette elettroniche.
Infatti il funzionamento dell’e-cig si basa sull'energia elettrica fornita dalla batteria al litio all'atomizzatore posto alla sua estremità. I modelli da 3,7 V presentano un amperaggio tra i 160 e i 1.300 mAh. A causa delle dimensioni delle batterie si preferisce usare come unità di misura i mAh (milliampere) al posto degli ampere.
Più elevato è il numero dei mAh e maggiore è la durata della batteria: di conseguenza è necessario più tempo perché la batteria si scarichi. Al tempo stesso questo fattore porta a un allungamento dei tempi di ricarica.
Questo aspetto deve essere considerato con molta attenzione per due motivi. Innanzitutto ogni batteria viene predisposta per essere compatibile con un determinato modello di atomizzatore.
Secondariamente, la batteria ha una notevole influenza sul design del dispositivo. Perciò le sigarette elettroniche risultano essere di maggiori dimensioni se hanno una batteria grande, dalla lunga autonomia e di una certa potenza. È il caso delle big battery e delle box mod.
Ohm
L’ohm è l’unità di misura della resistenza elettrica di un conduttore e il suo nome è stato derivato da quello del fisico Georg Ohm.
Il funzionamento delle sigarette elettroniche si basa sulla fornitura di corrente continua emessa dalla batteria, che passa all'interno della resistenza prima di essere ceduta al circuito interno. La corrente riscalda questo elemento e consente la vaporizzazione del liquido che imbeve il cotone.
Esistono due tipi di resistenza:
- rigenerabile. In questo caso il filo avvolto a spirale in una coil viene avvitato alle torrette;
- usa e getta. La coil è inserita nella testina a sua volta integrata nell'atomizzatore.
Le prestazioni dell’e-cig sono determinate da due fattori: la subohmmità della coil e il voltaggio erogato. Le resistenze possono avere un numero di ohm compreso tra 1 e 2 oppure essere sub-ohm: in quest’ultimo caso il valore è inferiore a 1. La resistenza è inversamente proporzionale allo spessore (superficie della sezione) del materiale del conduttore. Di conseguenza offre meno resistenza il conduttore più spesso.
Conoscere l’ohm della resistenza è fondamentale per avere un’adeguata esperienza di svapo ed evitare surriscaldamenti. Infatti questo valore consente di:
- impostare il voltaggio adatto alla potenza della batteria e della sigaretta elettronica. Se il valore è troppo alto, invece, si rischia di bruciare la coil oppure l’intera testina;
- impostare il wattaggio della box, considerando anche le caratteristiche della resistenza e il materiale usato per il filo;
- decidere il sistema di svapo più adatto (tiro di polmone oppure di guancia). Una resistenza con molte spire di filo spesso è una soluzione indicata per il tiro polmonare. Al contrario, il tiro di guancia viene supportato da poche spire di filo medio. Si ricorda che per un tiro polmonare o per una modalità di svapo cloud chasing si utilizzano preferibilmente coil sub-ohm perché richiedono un voltaggio più alto per scaldarsi.
Questi elementi sono regolati dalle tre leggi di Ohm, che determinano la relazione tra la resistenza elettrica e la sezione, la lunghezza e la resistività di un materiale:
- la resistenza (valore costante che non dipende dalla potenza della corrente) è pari al potenziale elettrico registrato ai capi del conduttore diviso per l'intensità della corrente elettrica che lo attraversa;
- le caratteristiche fisiche e geometriche del conduttore sono determinanti per la resistenza;
- a causa dell’effetto Joule, conoscendo la resistenza e la capacità termica del materiale si calcola l’aumento della temperatura del conduttore.
Voltaggio e wattaggio
Due elementi fondamentali per l’uso della sigaretta elettronica sono il watt (W) e il volt (V). Entrambi fanno parte del Sistema Internazionale di unità di misura, tuttavia indicano valori diversi.
Il volt è stato estrapolato dal nome di Alessandro Volta (l’inventore della prima batteria elettrochimica) e corrisponde all'unità di misura della differenza di potenziale elettrico. Di conseguenza fin dalla fine dell’Ottocento è stato usato per determinare la forza elettromotrice.
Il volt è la differenza di potenziale che intercorre tra due punti di un campo elettrico di tipo conservativo. L’energia necessaria per portare una carica positiva da un punto a un altro è pari a 1 J. La parola deve essere scritta con la lettera iniziale minuscola e senza modifiche per quanto riguarda la forma plurale.
Il watt invece equivale a 1 joule al secondo oppure alla differenza di potenziale per gli ampere della corrente (V x A). Si tratta dell’unità di misura della potenza di un circuito, tuttavia questo valore non deve essere confuso con il wattora, cioè l’elemento che determina l’energia prodotta in un certo periodo di tempo (in questo caso un’ora) da un watt. Di conseguenza un dispositivo elettrico deve assorbire i watt per l’alimentazione e, quando è acceso, consuma una precisa quantità di Wh oppure di joule.
Nel mondo delle sigarette elettriche il voltaggio e il wattaggio di un’e-cig sono inversamente proporzionali. Proprio per questo motivo se si aumenta il secondo valore, il primo diminuisce e viceversa.
Per ottenere prestazioni di buon livello ed essere certi che non si verifichino surriscaldamenti oppure malfunzionamenti del dispositivo molti vapers impostano la funzione TC (controllo della temperatura) per assicurarsi che durante lo svapo non si crei un calore eccessivo che provochi la bruciatura della testina o della resistenza.
Inoltre ogni atomizzatore si caratterizza per avere, anche in base alla resistenza integrata, un range di watt di riferimento. Molto spesso questo elemento viene riportato sulla coil e indica all'interno di quale finestra di wattaggio il dispositivo lavora al meglio.
Un altro aspetto da tenere in considerazione è il fatto che il wattaggio deve essere impostato valutando anche il tipo di liquido che si mette nel tank. Infatti esistono e-liquid ad alto e a basso wattaggio. Rientrano all'interno della prima categoria:
- i fluidi cremosi;
- i prodotti tabaccosi;
- gli e-liquid per una modalità di svapo cloud chasing.
Invece i liquidi a basso wattaggio sono:
- i fruttati freschi;
- i nicotina free;
- gli aromi twisted;
- i prodotti cryostasis alla frutta ghiacciata;
- le creme fruttate custard;
- i fluidi alla liquirizia;
- il royal crown.
In genere i bassi wattaggi consentono di avere una migliore resa aromatica (più sono alti i watt e meno è percepibile l’aroma), mentre un’esperienza di svapo con una potenza maggiore consente di creare grandi e dense nuvole di vapore.
Gauge e joule
Il Gauge è un’unità di misura che non rientra nel Sistema Internazionale di unità di misura e serve a determinare il diametro. Conosciuto con l’acronimo AWG (American wire gauge) è stato elaborato a partire dal 1857 e viene applicato ai fili conduttori (privi di ferro, solidi e tondi) e in ambito medico. Risulta essere fondamentale per calcolare la capacità di vettoriamento della corrente. Viene usato per il diametro dei fili e degli aghi per lo svapo applicando la tabella di conversione in millimetri.
Invece il joule (J) è integrato nel Sistema Internazionale di unità di misura e viene utilizzato per il calcolo del calore e dell’energia. Mutuato dal nome di James Prescott Joule, corrisponde a 1 watt per secondo oppure alla forza di 1 newton per un metro.