Legge di Ohm & "Meccanici"... Minime basi per un uso in sicurezza.
Legge di Ohm e lo svapo in “meccanico”.
Visto che è tornato di moda l’uso di box “meccaniche” (senza elettronica) ho ritenuto opportuno, per chi si avvicina all’uso di questi strumenti da svapo, scrivere poche righe sulle nozioni minime per usarle in tutta sicurezza.
Attenzione !!! Se non avete le necessarie conoscenze teoriche e pratiche sull'uso di box meccaniche evitate di usarle... sono pericolose.
Con una box elettronica otterrete le medesime soddisfazioni di svapo senza dover correre rischi inutili.
Per svapare utilizziamo un batteria che ci fornisce tensione e corrente e una resistenza (coil) che, riscaldandosi, farà evaporare il nostro liquido. Ecco quindi i tre parametri principali che dovremo prendere in esame: Tensione (VOLT) – Corrente (AMPERE) – Resistenza (OHM). Come interagiscono tra di loro ?
Ce lo dice la: LEGGE di OHM:
Nel caso di una box meccanica:
- V (VOLT) sarà la tensione della nostra batteria.
- I (AMPERE) sarà la corrente elettrica che attraversa la nostra resistenza (coil).
- R (Ω Ohm) sarà la resistenza della nostra bobina (coil).
1. Calcolo della corrente.
Se vogliamo sapere quanta corrente attraversa la nostra coil usiamo la formula:
I = V : R
Nel caso pratico, usando una classica batteria 18650 nuova e al massimo della carica, la tensione a vuoto sarà di 4,2V e supponendo di avere fatto una coil da 0,8 Ω (ohm) la formula ci dice che la corrente sarà di:
I = 4,2V : 0,8 Ω = 5,25 A
Perché è importante sapere il valore della corrente che attraversa la coil ?
Perché le nostre batterie hanno un limite massimo di corrente a scarica continua. Se superiamo questo limite la batteria comincia a riscaldarsi in maniera pericolosa. Il riscaldamento anomalo può comportare lo sviluppo di gas che potrebbero causare lo scoppio della batteria. Sapere quindi quanta corrente attraverserà la nostra coil è importante per capire se siamo in sicurezza.
Facciamo un esempio: supponiamo che la nostra batteria abbia una corrente massima di scarica continua di 15A. Con il valore di corrente che ci siamo calcolati precedentemente di 5,25A siamo abbondantemente in sicurezza.
Proviamo ora a cambiare coil e a farne una da 0,2 Ω. Applichiamo la formula per conoscere la corrente:
I = 4,2V : 0,2 Ω = 21 A
La corrente sarà di 21A, superiore al valore massimo di 15A della nostra batteria. Quindi una coil da 0,2 Ω non la possiamo usare !!!
2. Calcolo della resistenza.
Se vogliamo sapere il valore della resistenza massima in base alle caratteristiche della nostra batteria usiamo la formula:
R = V : I
Assumendo di usare la nostra solita batteria 18650 da 15A di scarica continua e di questi 15A ne vogliamo utilizzare al massimo 13,5A per restare in sicurezza (se volete essere tranquilli usate un valore fra 85-90% del valore massimo). Avremo quindi:
R = 4,2V : 13,5A = 0,31 Ω
Quindi, nella costruzione della coil non dobbiamo scendere sotto questo valore !!!
3. Calcolo della tensione.
Se vogliamo conoscere che tensione è applicata ad una determinata resistenza attraversata da una determinata corrente usiamo la formula:
V = I x R
Supponiamo che la corrente sia di 10A e la resistenza sia di 0,4 Ω. Avremo quindi:
V = 10A x 0,4 Ω = 4V
Con queste semplici formule (Legge di Ohm) possiamo capire se la coil che vorremmo usare è adatta alla batteria che abbiamo a disposizione.
Ma manca qualcosa ??? Si, il totem dello svapatore: LA POTENZA !!! Niente paura… la formula è semplicissima...
3. Calcolo della Potenza.
P = V x I (Watt)
Facciamo un esempio: tensione la solita 4,2V e supponiamo che la corrente che attraversa la nostra coil sia di 10A. La potenza sarà:
P = 4,2V x 10A = 42 Watt
Se vogliamo aumentare o diminuire la potenza dobbiamo, a parità di tensione, aumentare o diminuire la corrente. Questo lo possiamo fare agendo sul valore della resistenza della coil. Se aumentiamo la resistenza la corrente diminuisce (legge di Ohm) e diminuirà anche la potenza e viceversa. Cambiando la potenza andiamo a variare la quantità di vapore e la sua temperatura.
Vi riporto un semplice diagramma per ricordare tutte le formule:
Tiriamo le somme… se usiamo delle box meccaniche (o anche i classici tubi) dobbiamo usare coil che ci permettono di sfruttare la batteria in sicurezza. Per fare questo dobbiamo sapere la corrente massima di scarica continua della nostra batteria (ce la fornisce il fabbricante). Usando la legge di Ohm ci calcoliamo il valore di resistenza della coil. Semplice ? SI !!!
Alcune note e chiarimenti:
• Per i calcoli ho sempre usato il valore di 4,2V riferito ad una batteria 18650. Questo valore è il valore a “vuoto”. Cioè il valore misurato appena la batteria ha raggiunto la massima carica. In realtà dovremmo usare il valore della tensione nominale ( “sotto carico”) che equivale a 3,7V per una batteria a carica piena. Consiglio di usare il valore a vuoto (4,2V), in questo modo siamo più in “sicurezza”
• Durante lo svapo la batteria si “consuma”. Questo vuol dire che si abbassa la tensione e conseguentemente la corrente. In questo modo saremo sempre più in “sicurezza”. Abbassandosi corrente e tensione cala anche la potenza. Quindi cambia lo “svapo”. Questa è una prerogativa dei meccanici. Con box elettroniche questo non avviene perché il circuito elettronico tenderà a mantene costante la tensione e quindi la corrente e la potenza.
• Ho sempre parlato di singola coil. Oggi sono in uso atomizzatori che di solito usano due coil (dual coil) in parallelo. In questo caso, se le coil hanno entrambe la stessa resistenza, il valore della resistenza finale è la metà di quella di una singola coil. Es.: due coil da 0,4 Ω in parallelo hanno un resistenza totale di 0,2 Ω.
• Come misuro la resistenza della coil ? La maniera più pratica e veloce è quella di dotarsi di un ohm tester (coil meter). Chiaramente la precisione è funzione del prezzo.
Batteria.
Come avrete capito, il cuore di tutto è la batteria !!!
E’ lei che fornisce la corrente e noi dobbiamo dimensionare la coil in base alla sua corrente massima. Acquistate sempre batterie di marca nota e affidabile (Sony, Samsung, LG). Lasciate perdere le batterie ICR e scegliete le IMR o le INR, ma soprattutto dovete sapere la corrente di scarica continua della batteria. E’ su questo valore che andremo ad usare la legge di Ohm per conoscere il valore della resistenza. Se il valore della scarica continua è farlocco tutti i nostri calcoli vanno a farsi benedire e noi ci troveremo ad usare la box in condizioni di pericolo.
Un sito da cui potete trarre informazioni affidabili sulle batterie da svapo è: https://www.e-cigarette-forum.com/fo...ry-tests.7436/
Consultatelo quando dovete comprare un batteria o quando non siete sicuri del valore della corrente di scarica continua. E ricordate che non esiste la batteria che dura tanto e fornisce tanta corrente… o l’una o l’altra.
Assicuratevi sempre che le batterie siano intatte nella parte esterna.
Carica/scarica batteria.
Usando la nostra box la batteria si “scarica”… ovvio. La sua tensione diminuisce dai 3,7V sotto carico iniziali e, come abbiamo visto in precedenza, diminuiscono corrente e potenza. Di questo ce ne accorgiamo perché vapore e aroma cambiano.
Una batteria al litio, come le 18650, non dovrebbe mai scendere sotto i 2,7V altrimenti si rovina. Meglio comunque non scendere sotto i 3-3,3V.
Purtroppo le box meccaniche, a differenza di quelle elettroniche, non segnalano quando è il momento di ricaricare. Sta alla nostra sensibilità ed esperienza capirlo.
Sia in fase di carica che di scarica la batteria alza la propia temperatura. Questo innalzamento abbassa l’efficienza della batteria e, con il passare del tempo, la rende inefficiente e inutilizzabile. Maggiore è l’innalzamento della temperatura maggiore è l’affaticamento della batteria.
Con coil al limite della corrente di scarica continua l’effetto sarà quello di stressare la batteria e di diminuirne l’efficienza e la sicurezza.
Stesso discorso vale per la ricarica. Una ricarica veloce, quindi con correnti elevate, stressa la batteria. Utilizziamo sempre un buon carica batterie esterno con corrente di carica intorno ai 500 mA. Allungheremo la vita della nostra batteria.
Altro consiglio è quello di comprare sempre una coppia di batterie per la stessa box e alternarle.
Corto circuito.
(Wikipedia): Un cortocircuito è un collegamento fra due punti di un circuito che ha resistenza prossima a zero, ciò impone una tensione nulla (o trascurabile) ai suoi capi e non impone vincoli sulla corrente che passa attraverso di esso, che può assumere valori molto elevati.
Quando ai capi della batteria della nostra box o tubo la resistenza si abbassa a valori vicino allo zero avviene un “corto circuito”. Sappiamo dalla prima legge di Ohm che diminuendo la resistenza la corrente aumenta.
Facciamo qualche esempio dimezzando sempre la resistenza partendo da 0,2 Ω:
I = 4,2V / 0,2 Ω = 21 A
I = 4,2V / 0,1 Ω = 42 A
I = 4,2V / 0,05 Ω = 84 A
I = 4,2V / 0,025 Ω =168 A
……ecc... ……………………..
e fermiamoci qui perché come si vede stiamo andando verso valori di resistenza prossimi allo zero… quindi al corto circuito.
L’elevatissima richiesta di corrente produce un rapido e forte aumento della temperatura della batteria. Con l’aumentare della temperatura all’interno della batteria si producono gas che, se non possono sfogare in maniera veloce portano alla combustione/esplosione della batteria e della relativa box. In caso di corto circuito questo avviene in tempi molto rapidi con le conseguenze che potete immaginare.
Le cause di un corto circuito possono essere molteplici. Vediamone alcune:
- Atomizzatore in corto.
- Atomizzatore fatto con materiali scadenti.
- Coil e atomizzatore non verificati con un tester o box elettronica prima di esse montati sulla box meccanica.
- Box meccanica o tubo progettata male e/o con materiali scadenti.
- Box meccanica o tubo con scarsa o nulla manutenzione.
- Batterie scadenti.
- Batterie non tenute in maniera corretta ed efficiente.
Coil in acciaio.
I materiali usati per costruire le nostre coil (resistenza) sono fili che, offrendo un determinata resistenza al passaggio della corrente, si riscaldano e consentono al liquido di evaporare. Questi fili hanno una resistenza che rimane costante all’aumentare della temperatura e questo è una cosa buona perché ci assicura che la resistenza misurata a freddo durante la costruzione della coil rimarrà la stessa anche durante il funzionamento normale.
Esistono poi altri tipi di filo resistivo che vengono usati in box che hanno l’elettronica che gestisce il TC (controllo della temperatura). Questi fili hanno la caratteristica che la loro resistenza aumenta/diminuisce al variare della temperatura. Questi fili (NI200, Titanio, SS304, ecc…) vanno usati solo in controllo di temperatura e quindi non sono adatti alle coil che andremo a usare nei meccanici.
Ma c’è un’eccezione, è l’acciaio (SS304, SS316l, ecc…). Questo filo lo possiamo usare anche al di fuori del controllo temperatura. Anzi, ai fini della sicurezza, è anche meglio perché all’aumentare della temperatura aumenta la resistenza e quindi diminuisce la corrente. L'acciaio, a temperature di svapo, aumenta la propria resistività del 20% circa. Questo torna utile in coil estreme ai limiti della corrente di scarica continua.
Un ottimo tool da usare per costruire le nostre coil è: Steam Engine (http://www.steam-engine.org/coil.asp)
Finito !!!Chiaramente la discussione è aperta a tutti e saranno graditi correzioni, aggiornamenti e integrazioni.
P.S.: (ripeto...)Attenzione !!! Se non avete le necessarie conoscenze teoriche e pratiche sull'uso di box meccaniche evitate di usarle... sono pericolose.
Con una box elettronica otterrete le medesime soddisfazioni di svapo senza dover correre rischi inutili.
P.P.S.:
Mai batterie sfuse in tasca o borsa !!! Possibili corto circuiti !!!
Mai box meccaniche in tasca se non hanno un efficiente sistema di blocco del tasto di attivazione !!!
Rispondi Quotando
)
Segnalibri