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MOTIVAZIONI

Linea trasmissione
Comportamento statico
Comportamento dinamico
Velocità luce
Relatività e conservazione



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MOTIVAZIONI PRESTAZIONI - ALLA VELOCITA' DELLA LUCE

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primarie "R", "L" e "C", in particolare dalla resistenza, poiché sia l'induttanza che la capacità assumono valori tali da essere considerati ininfluenti (per questi motivi, sostengono come supercavo il semplice doppino rosso/nero da 1,5 mm quadrati di sezione; lasciamoli con questa illusione…).

Abbiamo visto, però, che tale affermazione è semplicistica, alla luce del fatto che i cavi sono in realtà delle linee di trasmissione, dove oltre alla conduttanza ("G"), vi è il concetto di impedenza caratteristica ("Z").

Nella trattazione sulla corrente elettrica, abbiamo visto che riguardo agli spostamenti di elettroni, si parla di "media" e non di "tutti" gli elettroni; abbiamo visto anche l'esistenza del rumore termico, generato dal movimento istantaneo di elettroni ancorati al loro nucleo atomico.

A questo punto, delle domande sorgono spontaneamente: "Questi ulteriori (ed altri non citati) elementi, possono influire sulla velocità di trasmissione? Cosa succede durante il movimento degli elettroni? Migrano tutti verso un punto, oppure una media di quelli esistenti? Soprattutto, che ruolo hanno quelli che non migrano verso una direzione come gli altri? Si oppongono alla velocità del flusso?".
Le risposte non sono semplici, né di facile comprensione, qualora ve ne fossero. Probabilmente diverse cose devono ancora essere scoperte e/o chiarite, al punto tale da relegare la teoria classica (Cap. IV) ai tempi dell'utilizzo del pallottoliere.

Fenomeni particolarmente trascurati nella trattazione e/o progettazione dei cavi di collegamento, sono l'Elettromagnetismo, l'Elettrodinamica e l'Elettrodinamica Quantistica.
Questi fenomeni, incidono certamente sulla migrazione degli elettroni verso il polo positivo e viceversa, sul ruolo degli altri elettroni ed altri fenomeni presenti nei cavi di collegamento o immessi dall'esterno. Fenomeni che includo nel generico termine di Interferenze Elettromagnetiche (EMI).

Succede che la corrente che percorre un certo circuito (o un cavo bifilare, come è ad esempio il doppino R/N), concatenandosi con questo, genera dei campi magnetici che interferiscono con il segnale stesso. Queste interferenze sono generate principalmente dell'aumento del valore dell'induttanza posta in serie alla cella della linea di trasmissione, determinando così un'attenuazione nella parte alta dello spettro di frequenze. È questo il fenomeno denominato di autoinduzione.

Tuttavia, da una attenta analisi, questo genere di interferenze non dovrebbe limitarsi al semplice fenomeno dell'autoinduzione o al semplice aumento del valore dell'induttanza.
È mia opinione che le alterazioni determinate da un campo magnetico siano diffuse in tutto lo spettro di frequenze audio, tali da modificare in una certa misura il "comportamento" degli elettroni.
Il rallentamento della velocità di propagazione del segnale (anche di qualche micron al secondo), distorsioni timbriche e prospettiche, ecc., sono alcuni degli effetti collaterali maggiormente evidenti nei cavi realizzati senza tenere conto delle interferenze elettromagnetiche.

Per meglio comprendere la natura di queste interferenze, occorre un piccolo richiamo ai fenomeni prima enunciati. Tanto per renderci conto, come l'argomento trattato, possa essere ancora più complesso di quanto articolato in questa stessa opera (ciò spiega come valori così microscopici insiti nei cavi elettrici, riescano ad incidere su valori macroscopici, tipici delle elettroniche audio e diffusori acustici).

In effetti, riesce difficile pensare che l'elettromagnetismo possa avere solo effetti di autoinduzione in un cavo di collegamento, con il solo calo di alte frequenze e non altri fenomeni, relativi al movimento degli elettroni. Qualcos'altro potrebbe esserci, magari che spieghi come mai i cavi bifilari realizzati con centinaia di piccoli fili in rame OFC, suonino non proprio bene… (a causa della distorsione da isteresi). Non è che agli elettroni rompe le scatole passare da un filino di rame all'altro? Oppure, la loro corsa viene disturbata dall'ambiente (troppi filini) in cui si trovano?


4.2.1 L'elettrodinamica

L'Elettrodinamica è la teoria fisica che studia i fenomeni elettromagnetici dinamici, ossia le forze che si manifestano fra cariche in movimento, correnti variabili e il campo elettromagnetico.

Se i sistemi elettromagnetici studiati non comprendono corpi in moto alla velocità della luce, ossia se si tratta di sistemi classici, lo studio prende le mosse dalle equazioni della meccanica classica (l'elettrodinamica classica), che di fatto coincide con l'elettromagnetismo, seppure l'attenzione sia posta sullo studio delle forze risentite da cariche che si muovono in uno spazio dove è presente il campo elettromagnetico.

Se, viceversa, i corpi elettrici in esame si spostano a velocità relativistiche, è necessario introdurre i concetti di spazio e tempo relativistici, che richiedono particolari equazioni di trasformazione per l'intensità di cariche, correnti e campi: è questa l'elettrodinamica relativistica, frutto della combinazione tra le equazioni di Maxwell e la teoria della relatività ristretta di Einstein.

omissis…


4.2.2 L'elettrodinamica quantistica

L'Elettrodinamica quantistica o QED (acronimo dell'inglese Quantum Electrodynamics) è la teoria che descrive l'interazione del campo elettromagnetico con la materia, in particolare atomi ed elettroni, tenendo conto anche dell'aspetto relativistico assunto dai moti delle particelle microscopiche.

omissis...


Argomento tratto dal libro:
Francesco Piccione
Dell'Enigma dei Cavi©.
Certezze ed Ombre - III Edizione (1999 ad oggi).
Guida esauriente nel mondo del "trasporto" del segnale all'interno dei cavi elettrici.


Tutto ciò conferma che il "trasporto" del flusso di energia elettrica, è un argomento molto complesso, che non può ridursi, né ai valori delle costanti primarie, né alla visione classica della linea di trasmissione; né tanto meno ad un pezzo di filo elettrico.
L'analisi sperimentale ultradecennale, ha evidenziato che gli EPD© consentono al flusso di energia elettrica di "viaggiare" più efficientemente e velocemente, rispetto ai classici cavi elettrici, anche brevettati, eguagliando la velocità della luce (o approssimandosi molto più) rispetto a quanto offerto dalla tecnica antecedente alla loro invenzione. Ciò conferma l'unicità delle loro prestazioni.

4. ALLA VELOCITA' DELLA LUCE

Due interessanti argomenti, scritti già ai primi del 2000, che spiegano (o potrebbero spiegare), la loro incidenza sulla velocità di propagazione del flusso di energia elettrica, all'interno dei conduttori solidi. 


Quelli descritti nel capitolo precedente, sono i parametri classici, quelli che si studiano a scuola negli istituti tecnici. Sino a questo momento i detrattori del "suono dei cavi" stanno tranquilli, ma per poco. Già per alcuni di questi, anche lo stesso concetto di assimilare i cavi alla linea di trasmissione, è cosa differente dai cavi di collegamento...

Sono denominati "classici", poiché considerati, non solo dai detrattori del suono dei cavi, unici elementi degni di essere presi in considerazione in un qualsiasi cavo di collegamento:

La capacità, sempre secondo la tesi classica, è considerata trascurabile ed ininfluente, poiché il suo valore in un cavo di collegamento è compreso tra pochi e qualche migliaio di picoFarad. Stessa ipotesi varrebbe anche per l'induttanza, poiché i pochi microHenry di valore corrisponde all'induttanza di una bobina che risuona a varie decine di megaHertz, quindi al di fuori della banda audio.

Ne consegue che la resistenza assurge, secondo la tesi classica, ad unico parametro di qualità di un cavo di collegamento.
Da questo punto di vista hanno perfettamente ragione, poiché, ad esempio nei cavi di potenza, l'aumento di qualche centinaio di milliOhm in serie all'altoparlante (ad esempio, 0,5 Ohm), è in grado di introdurre alterazioni nella risposta a bassa frequenza, nello smorzamento e nell'efficienza, in misura facilmente percepibile.

Per cui basterebbe aumentare la sezione del cavo, per fare diminuire il valore della resistenza.
Abbiamo visto, però, nel capitolo precedente, che in una linea di trasmissione, l'aumento della sezione non è priva di effetti collaterali.
Si tratta, quindi, di una visione semplicistica del fenomeno relativo al trasporto del segnale audio nei cavi di potenza.

Per esaltare meglio la complessità del fenomeno, ho deciso di raggruppare in questo capitolo, tutti quei fenomeni diversi dalle semplici "costanti primarie" (R, L, C e G) o semplicemente determinati da questi, che certamente contribuiscono ad alterare la trasmissione del segnale, nonché l'integrità dello stesso in transito e, conseguentemente, la qualità del suono. Questi sono:

1. l'effetto pelle (omissis);
   
2. la velocità di propagazione;
   
3. le interferenze elettromagnetiche (EMI);
   
4. le interferenze di radiofrequenza (RFI) (omissis);
   
5. le vibrazioni e risonanze (omissis);
   
6. il rumore di fondo (omissis);
   
7. la connessione (omissis).
   

In altri termini, escludendo il fatto che si costruiscano cavi immersi in una guaina ferromagnetica, la velocità sarebbe determinata dalla sola costante dielettrica dell'isolante utilizzato per "vestire" il conduttore.

Supponiamo che nell'ipotesi peggiore (improbabile) la velocità di propagazione scenda a soli 150.000 Km/s.
In questo caso, secondo la formula matematica per calcolare la lunghezza d'onda di una frequenza, 20 Hz avrebbe una lunghezza d'onda pari a 7.500 Km e 20.000 Hz a 7,5 Km. In questo caso, il cavo introdurrebbe tra il segnale a 20 e quello a 20.000 Hz, uno sfasamento o ritardo di fase di 0,5° circa per un cavo di 5 metri; valore trascurabile, se si pensa che corrisponde allo spostamento del punto di ascolto di circa 0,02 millimetri!

Il discorso si commenta da solo….
Certamente si tratta di un valore microscopico, nemmeno paragonabile alle alterazioni del segnale, introdotte da certi crossover passivi e dalla disposizione dei trasduttori sul pannello frontale del diffusore, i cui valori a confronto sono decisamente "mostruosi".

Dalle diverse letture si evince che spesso si confonde il ritardo di fase con la velocità di propagazione (meglio, di trasmissione) del flusso (intero) di energia elettrica.
Questa, sappiamo essere nei cavi di collegamento indipendente dalla frequenza, funzione della costante dielettrica e della permeabilità magnetica. Pertanto, sotto questa ottica, la velocità di propagazione non incide sul ritardo di fase.

Perché allora, alcuni sostengono di avere sentito cavi dal suono lento ed altri dal suono veloce?
A parte la fallacità del giudizio soggettivo, mi verrebbe da rispondere che probabilmente la diversa velocità è imputabile ai diffusori.
Potrebbe però, essere che qualcosa succeda a livello atomico, tale da rendere percepibile la diversa velocità dei cavi (a parità di diffusori acustici).
Intanto, occorrerebbe comprendere se la differenza di velocità della luce prima espressa, possa essere considerata udibile: 300.000 contro 150.000 chilometri al secondo, non è certo poca ed improbabile.
In secondo luogo, potrebbero esserci altri elementi che a livello atomico, se non a livello quantistico, possano "influire" sulla velocità di propagazione.

Oltre al dielettrico, ho sempre pensato alla qualità dell'isolante ed al valore della resistenza; in particolare alle interferenze, quali quelle elettromagnetiche, di radiofrequenza, vibrazioni e risonanze.
Dal mio punto di vista, sono elementi in grado di incidere sul libero, corretto e veloce transito degli elettroni, poiché i cavi realizzati per arginare detti fenomeni negativi, sono udibilmente più veloci di altri tradizionali.

omissis…

Pertanto è erroneo ridurre il problema della velocità di propagazione degli elettroni a semplici variazioni della risposta in fase.
Ovviamente si tratta di ipotesi sperimentali… che possono essere suffragate dal semplice ascolto, ad esempio, del mio cavo di potenza HI-FIGUIDE© PF One© (brevettato nel 2015).


4.2 Le interferenze elettromagnetiche

Abbiamo visto che i sostenitori della teoria classica, affermano che le prestazioni dei cavi dipendono esclusivamente dalle costanti

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