SALVA LAMPADE - 2 

Analizziamo dapprima il fenomeno sotto il profilo fisico, successivamente lo interpreteremo nel suo aspetto elettrico e matematico, appellandoci all'infallibile legge di Ohm.. Le sollecitazioni meccaniche, più o meno brusche, cui viene sottoposto il filamento della lampadina, non sono soltanto quelle di origine esterna prima menzionate, ma sono soprattutto quelle di natura interna, determinate dai cicli termici cui il filamento non può sottrarsi durante le operazioni di accensione e di spegnimento. Quando si va ad accendere una lampadina, il suo filamento subisce un violento salto termico, che lo porta dalla temperatura ambiente a quella di incandescenza di molte centinaia di gradi centigradi. Conseguentemente, il metallo del filamento si dilata repentinamente, in maniera non naturale. Viceversa, quando si agisce sull'interruttore, per spegnere la lampadina, la conseguente contrazione del metallo avviene in modo decisamente più dolce, senza provocare danni. Come si sa, la conduzione dell'elettricità nei metalli è realizzata dagli elettroni, che si muovono più o meno ordinatamente in seno al metallo stesso, anche in assenza di tensioni. Se il metallo è freddo, il movimento di questi è lento, se il metallo raggiunge una certa temperatura, i moti interni delle particelle infime della materia sono disordinati e rapidi. Del resto, la temperatura, definita nel suo aspetto fisico, altro non è che la valutazione della velocità media dei moti molecolari della materia. Pertanto, sotto il profilo elettrico, ciò significa che un corpo conduttore freddo oppone poca resistenza al movimento degli elettroni, mentre i conduttori caldi, quelli caratterizzati da elevata temperatura, presentano notevoli resistenze elettriche al passaggio della corrente. Si capisce ora come il filamento della lampadina, all'atto della sua accensione, essendo freddo, opponga una lieve resistenza elettrica al flusso della corrente che lo percorre, la quale, evidentemente, raggiunge valori di intensità molto superiori a quelli di esercizio, assai pericolosi per l'esile conduttore che compone la spirale metallica generatrice di luce. Al contrario, quando la temperatura del filamento raggiunge i valori più elevati, la resistenza elettrica è massima ed il passaggio di corrente diventa minimo, ossia quello nominale di lavoro, opportunamente calcolato in funzione della tensione applicata alla lampadina. Ma vediamo ora di quantificare tale fenomeno servendoci della legge di Ohm.

VALUTAZIONI MATEMATICHE 

Per interpretare in numeri quanto fino a questo punto è stato affermato prendiamo in considerazione una lampadina ad incandescenza di tipo molto comune, sulla quale sono impressi i seguenti dati: 220 V - 100 W. Ebbene, se vogliamo conoscere il valore della resistenza del filamento di questa lampadina mediante l'applicazione della legge di Ohm, dobbiamo servirci della formula:

ossia:

R = 220² : 100 = 48.400 : 100 = 484 ohm

Cerchiamo ora di riscontrare il valore resistivo calcolato con la legge di Ohm, con l'impiego di un tester, possibilmente con un modello elettronico o, meglio, digitale, commutato nella funzione delle misure resistive. Ebbene, il risultato che si ottiene è il seguente: il valore resistivo del filamento della lampadina presa ad esempio vale soltanto 40 ohm! Che è un valore di gran lunga inferiore a quello calcolato matematicamente e dichiarato dalla casa produttrice. Un valore al quale, evidentemente corrisponde una diversa intensità di corrente: quella a filamento freddo. Sempre con l'ausilio della legge di Ohm, il valore della corrente a caldo, quello per il quale è stato concepito il filamento della lampadina da 100 W - 220 Vca presa ad esempio, è:

mentre all'atto dell'accensione il valore della corrente è:

Durante il passaggio dallo stato termico iniziale a quello di esercizio, vale a dire dalla condizione di filamento freddo a quella di filamento caldo, il flusso di corrente, dal valore considerevole e quasi insopportabile di 5,5 A, si riduce a quello tollerabilissimo di 0,45 A. Abbiamo così interpretato, con l'aiuto della matematica, il perché le lampadine ad incandescenza hanno la tendenza a "bruciarsi" nel momento della loro accensione.