Modifica della resistenza dei metalli con l'introduzione di impurità. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
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L'introduzione di impurità nei metalli aumenta sempre la loro resistività. Ma è curioso che alcune impurità praticamente non influenzino la resistività, mentre altre, anche in piccole quantità, la modificano drasticamente.
La figura 1 mostra come cambia la resistività del ferro quando vengono introdotte impurità di vari elementi. Il silicio (Si) ha l'effetto più drammatico. Ecco perché gli acciai elettrici contengono un'alta percentuale di silicio. È necessario aumentare la resistività dell'acciaio per ridurre le perdite di correnti parassite nei nuclei dei trasformatori.
La figura 2 mostra lo stesso diagramma per l'alluminio.
Qui, il manganese (Mn) influisce maggiormente sulla resistività, per l'argento (Fig. 3) tale impurità è l'antimonio (Sb).
Infine, passiamo al rame (Fig. 4).
Il fosforo (P), il silicio (Si) e il ferro (Fe) influenzano maggiormente la resistività del rame. Ma prestiamo attenzione al modesto contributo del nichel (Ni). Espandiamo il grafico al 100% (Fig. 5).
Da sinistra a destra nel diagramma, il contenuto di nichel aumenta e il contenuto di rame diminuisce. Si può vedere dal diagramma che la massima resistività della lega nichel-rame si osserva con un rapporto del 58% di rame e del 42% di nichel. Questa lega ha proprietà uniche: quando la temperatura cambia in un ampio intervallo, la sua resistività praticamente non cambia. Per questo, la lega è stata chiamata costantana (dal latino constantis - costante). Questo filo in lega viene utilizzato per resistori di precisione ad alta stabilità e altre applicazioni in cui è richiesta un'elevata stabilità.
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Il geofisico Hiroyuki Tanaka dell'Università di Tokyo ha avanzato l'idea di sincronizzare simultaneamente gli orologi di tutto il mondo usando i raggi cosmici. Il principio è semplice, dice, e la tecnologia per farlo esiste già.
Gli orologi atomici possono mantenere la precisione per decenni, ma sono costosi e difficili da sincronizzare in aree remote. La sincronizzazione dei segnali satellitari presenta problemi anche nelle regioni dei poli, sott'acqua e in montagna.
Hiroyuki Tanaka ha proposto un nuovo metodo: la sincronizzazione spazio-temporale (CTS). Si basa sull'uso delle cosiddette docce d'aria estese derivanti dai raggi cosmici che entrano nell'atmosfera.
Questi raggi creano una "doccia" di varie particelle, compresi i muoni che volano verso la Terra a velocità prossime a quella della luce e quindi raggiungono la superficie terrestre allo stesso tempo. Fissando il loro arrivo, i dispositivi CTS possono sincronizzarsi tra loro in tempo reale.
"Il principio è semplice e la tecnologia, i sensori e l'elettronica esistono già. Quindi possiamo implementare questa idea abbastanza rapidamente", ritiene l'autore. Secondo lui, gli orologi possono essere sincronizzati in tutto il pianeta in questo modo, poiché si verificano frequentemente piogge di particelle.
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