Spiccioli di matematica da svapo

 Belli i tempi delle Marlboro, si accendeva la sigaretta da una parte e si tirava dall’altra (malgrado capitasse di vedere persone, anche sobrie, farlo dalla parte sbagliata)

Lo svapo è democratico (svapa l’ingegnere, svapa l’analfabeta) però lo svapo presenta delle sue complessità, non invidio i commessi di negozio che si ritrovano a dover spiegare magari ad un extracomunitario che non sa ne leggere ne scrivere (esistono, eccome se esistono…) e capisce pure poco l’italiano che non può svapare col suo Justfog Q16 al fondo scala della sua box (ormai quasi tutte 75 watt) perché non solo non fa tanto vapore ma ci si fa solo molto male….

Tutto questo è inesorabilmente governato dalle leggi di Ohm, e “la scienza non è democratica e non ammette ignoranza” (Roberto Burioni, cit.)

Con tutte le bestialità che si leggono su gruppi Facebook o forum di svapo, provo a dirne qualcuna anch’io.

La Resistenza

Il signor Georg Ohm

“resistènza s. f. [dal lat. tardo resistentia, der. di resistere «resistere»; il sign. 3 è un calco del fr. résistance]. – 1. L’azione e il fatto di resistere, il modo e i mezzi stessi con cui si attuano. In usi generici, riferito a persone e animali, o a oggetti e forze fisiche” (Dizionario Treccani della lingua italiana)

Ciò che genera vapore è il surriscaldamento della coil, e la coil si surriscalda perché genera resistenza al transito elettrico a cui è soggetta, se usassimo cavi di rame come negli impianti elettrici di casa le coil resterebbero fredde, se usassimo il kanthal negli impianti domestici Nerone a dar fuoco all’antica Roma sarebbe stato un dilettante.

La resistenza è un fenomeno fisico dato dal materiale utilizzato per il transito elettrico, ma occorre tenere presente (i famosi “conti della serva”) alcune cose.

·         Diametro del cavo utilizzato: se in casa voglio l’acqua che fluisce dappertutto contemporaneamente, nella lavatrice e nella lavastoviglie, nella doccia mentre mi sto lavando e in giardino mentre mia moglie sta annaffiando tutto contemporaneamente,  avrò bisogno di un tubo dell’acqua di grosso diametro, se mi basta un filo d’acqua come le fontanelle ai giardinetti, basterà un condotto di diametro molto più piccolo.
E, in campo elettrico, il criterio è uguale: la resistenza è inversamente proporzionale al diametro del cavo utilizzato, usando cavi di diametro ridotto (0,20/0,25 mm o poco più) si generano resistenze con valore più elevato, se si vogliono bobinare dei dripper a resistenza ultra bassa occorre invece utilizzare cavi di diametro maggiore, maggiore il diametro del cavo utilizzato, più basso il valore di resistenza generato.

·         Lunghezza del cavo utilizzato: è più faticoso correre 100 metri o un chilometro?
La resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del cavo utilizzato, più è lungo il cavo maggiore è la resistenza generata, motivo per cui con cavi da 0,8 mm occorre fare molte spire e usare diametri interni da 2,5/3mm per poter generare sufficiente resistenza per poter essere letta da apparati elettronici con cavi da 0,25 bastano poche spire di diametro interno piccolo per avere valori di resistenza discretamente elevati.

·          Il materiale utilizzato: fa più male picchiare una zuccata contro una porta di legno o contro una porta di ferro? Elettricamente il criterio è identico, non tutti i materiali sono fisicamente reattivi in ugual misura e il loro comportamento è condizionato dalla loro conduttività elettrica, materiali ad elevata conduttività generano resistenze più basse, materiali meno conduttivi resistenze più alte.

Motivo per cui, prima di pensare ad arricciare filo di ferro (kanthal, nichrome, acciaio, nifethal, resitherm o zucchero caramellato) occorre pensare che tipo di uso occorre farne, che valore di resistenza si vuole ottenere e poi ragionare su diametro e lunghezza del cavo con cui fare la coil.

La Potenza (in watt)

“potènza (ant. potènzia) s. f. [dal lat. potentia, der. di potens -entis «potente»]. – 1. In senso generico, l’essere potente, il fatto di potere: così” (Dizionario Treccani della lingua italiana) [il solito, ormai….]
In maniera ignorante, si può definire potenza come “la quantità di sforzo che bisogna far fare al nostro conduttore (la coil) per poter far generare un certo lavoro termico (il nostro vapore)”.
Più il cavo ha una sua propensione fisica ad “intralciare” il transito elettrico generando energia termica, minore è la potenza che dovremo fornire, se il conduttore non genera “intralcio”, dovremo generare potenze più elevate per poter generare energia termica e farlo vaporizzare.
Motivo per cui, la potenza di buon funzionamento di una coil è inversamente proporzionale al suo valore di resistenza, coil a resistenza più alta necessitano di potenze più basse per vaporizzare, resistenze molto basse (talvolta al limite della soglia di cortocircuito) invece hanno bisogno di potenze molto alte per poter “lavorare” ed è inutile fare esperimenti, con un Nautilus e una coil da 1,8 ohm impostare potenze alte (sopra i 15 watt) significa solo fare la fine della Torcia Umana dei fumetti Marvel, con le octa-clapton coil da 0,1 ohm del TFV32 di Smok (ci scommetto, lo faranno) svapare a 25 watt significherà far gorgogliare inutilmente il proprio atomizzatore senza fargli fare vapore.

Per chi “sa fare di conto”, (per gli altri no, non voglio usare violenza)

Potenza (watt) = volt² / resistenza

Potenziale elettrico (volt)  = √(potenza x resistenza)

Resistenza = √(potenza x potenziale)

Gli ampere

“ampere ‹ampèr› [s.m. invar. Grafia semplificata del cognome di A.M. Ampère] Unità SI di misura dell'intensità della corrente elettrica, una delle unità fondamentali SI (simb. A): l'intensità della corrente continua che, scorrendo in due fili rettilinei indefiniti paralleli posti a un metro di distanza fra loro nel vuoto, determina una forza fra essi di 2 10-7 newton a metro di lunghezza, attrattiva oppure repulsiva a seconda che il verso di essa sia lo stesso oppure no nei due fili: v. ampere.” (Dizionario Treccani delle scienze fisiche).

Poniamo che la nostra coil sia un tubo e che la nostra batteria che fornisce energia sia una cisterna d’acqua, gli ampere sono assimilabili alla pressione dell’acqua che giunge al rubinetto.
Tale pressione è proporzionale alla quantità d’acqua presente nella cisterna (più alto è il voltaggo ceduto dalla batteria, maggiori sono gli ampere che transitano alla nostra coil) e inversamente proporzionale alla resistenza della coil (più elevato il valore di resistenza, più basso è il valore degli ampere in transito).
La formula è molto semplice , ampere = volt erogati : valore di resistenza della coil espresso in ohm.
Occorre prestare attenzione, sollecitare un tubo fornendogli una pressione troppo elevata significa indurne la rottura, prelevare un flusso di acqua troppo elevato dalla nostra cisterna ne comporta uno svuotamento precoce e, nei casi estremi, danneggiamenti strutturali.

E lo stesso avviene anche nello svapo, esporre un cavo resistivo a transiti elettrici superiori a quanto possa tenere ne comporta l’instabilità e la messa fuori uso, andare a prelevare alla batteria amperaggi superiori alla sua capacità di cessione comporterà immediatamente  una scarica precoce delle batterie stesse e nel caso si usino dispositivi meccanici privi di protezioni, rischio di messa fuori uso della batteria, con rigonfiamento della stessa, sfiato di acidi e nelle situazioni “estreme”, anche il rischio di combustione della batteria stessa.

E come faccio ad essere sicuro? L’amperaggio che vado a movimentare ( voltaggio erogato alla coil : valore di resistenza alla coil)  non deve mai essere inferiore alla capacità di cessione della batteria (bisogna leggere sempre le specifiche tecniche del materiale che stiamo utilizzando) e per sapere se la nostra coil ha una resistenza adeguata ad essere alimentata dalla nostra batteria si calcola come voltaggio massimo erogabile dalla batteria  : ampere erogabili in continuo dalla batteria.

Se dovessi utilizzare una batteria Samsung 30Q “rosa” da 15 ampere si scarica in continuo che a piena carica cede 4,2 volt, 3,2 : 15 = 0,28 ohm, al di sotto di questa soglia o la box inizierà a sbraitare dando segnalazioni “check battery” oppure il nostro dispositivo meccanico inizierà a generare surriscaldamenti anomali indicanti la progressiva messa fuori uso della batteria.

I siemens (ovvero “Ma quanto spinCie?”)

Risposta: niente.
Se la domanda è “quanto è reattivo un dispositivo”, la risposta è ugualmente niente: la reattività di un dispositivo (in questo caso battery box a lamelle o big battery meccanici) può essere misurata nella sua conducibilità elettrica, più è conducibile e più è “reattivo” (cercando di tradurre così il pensiero di certe persone),

La conducibilità elettrica viene espressa in Siemens (dal nome dello scienziato tedesco Werner von Siemens) è l’inverso della resistenza, ovvero ricavato dal valore 1/resistenza espressa in ohm del conduttore in cui avviene il transito elettrico.

Motivo per cui la mia coil da 0,5 ohm del Kanger Subtank ha una conducibilità elettrica di  1/0,5 = 2 siemens (abbreviata anche in S o MHO), quella da 1,8 ohm del mio Nautilus ha una conducibilità elettrica di 1/1,8 = 0,55 Siemens, se andassimo a misurare la resistenza generata dal piattello del positivo dell’atomizzatore al pulsante di un big battery meccanico (anche quello della peggiore qualità, il clone Tobeco da 12 dollari) potremo notare che la quasi totalità del valore di resistenza viene generato dalla coil, e come tale è la coil ad influenzare quasi completamente la conducibilità dell’apparato, la scocca metallica del tubo (per propria sezione più che per il metallo in cui è costruita) di fatto offre libero transito alla corrente elettrica motivo per cui una placcatura tramite bagno galvanico (pochi trascurabili micron su uno spesso di qualche millimetro) in rutenio, polonio, kryptonite o adamantio non ne cambierà la natura e la fisica, continuando a produrre una conduttività pari a 1/(praticamente il valore di coil installata all’atomizzatore)  siemens e una potenza pari a [3,7 volt² (l’erogazione “di crociera” della batteria che lo alimenta) :  valore della coil installata] watt .

Piuttosto, influenze rilevanti sulla conducibilità elettrica la danno altri particolari a parte, come pin di contatto del positivo dell’atomizzatore in “ferrognolo” o altri materiali metallici imprecisati e dalla conducibilità elettrica scadente o pin auto registranti a molla (mi viene in mente il vecchio Expromizer), che influenzano (per imperfetta conducibilità) i valori di resistenza dei dispositivo e di conseguenza la conducibilità del dispositivo (dato dal dispositivo di alimentazione e dall’atomizzatore installato).

Concetti base, spiegati nella maniera più semplice possibile (mi perdonino ingegneri e vapers esperti), ma assolutamente impossibili da trascurare se si vuole svapare.

Volt, watt, ohm, ampere, siemens…..

Da sapere, se ci si vuole divertire senza farsi del male.