1) - Richiami generali di fisica e matematica
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Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera pag 1 di 46 1) - Richiami generali di fisica e matematica Il sistema cartesiano Un sistema di riferimento è costituito da una coppia di rette incidenti. Tali rette sono indicate, in genere, con X e Y, ed il loro punto di intersezione è l'origine per entrambe le rette. Su ciascuna retta si fissa un verso di percorrenza ed un'unità di misura che in genere è uguale per entrambe le rette, ma per esigenze particolari può benissimo essere diversa per ciascuna retta. La posizione di un punto può essere individuata da una coppia di valori reali, genericamente indicati con le lettere x e y. Si indica con x il numero reale che individua la distanza dall'asse Y del punto, misurata parallelamente all'asse X nell'unità di misura scelta per quest'ultimo; con y il numero reale che individua la distanza dall'asse X del punto, misurata parallelamente all'asse Y nell'unità di misura scelta per quest'ultimo. La coppia di coordinate che individua il punto si indica scrivendo (x,y) oppure . Quando gli assi X e Y sono fra loro ortogonali tale sistema di riferimento si dice ortogonale, ortonormale o cartesiano, in onore del matematico francese Cartesio che per primo lo introdusse. In tal caso l'asse X, orizzontale, prende il nome di ascissa, e l'asse Y, verticale, prende il nome di ordinata. Negli altri casi si parla di sistema di riferimento cartesiano non ortogonale. Funzione (matematica) Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 2 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera In matematica, una funzione f da X in Y consiste in: 1) un insieme X detto dominio di f 2) un insieme Y detto codominio di f 3) una legge che ad ogni elemento x in X associa uno ed un solo elemento y in Y. Tale elemento è indicato con f(x). Le funzioni hanno un ruolo importante in tutte le scienze esatte. Il concetto di dipendenza funzionale tra due grandezze sostituisce infatti, all'interno delle teorie fisiche e matematiche, quello di causa-effetto, che al contrario del precedente non riguarda gli enti teorici ma direttamente gli elementi della realtà concreta. Se si afferma, ad esempio, che la pressione di una certa quantità di gas perfetto è funzione della sua temperatura e del suo volume si sta facendo un'affermazione interna ad un modello termodinamico, mentre il rapporto di causa-effetto che viene individuato fra le tre grandezze dipende in modo sostanziale dalle possibilità di intervento concreto su di esse. Rimanendo a questo esempio, poiché è generalmente molto più facile intervenire sul volume e sulla temperatura che direttamente sulla pressione, il valore di quest'ultima viene visto più spesso come conseguenza del valore degli altri due parametri. Unità fondamentali del Sistema Internazionale (S.I.) Ogni altra grandezza (e la relativa unità di misura) è una combinazione di due o più grandezze (unità) di base, od il reciproco di una di esse. Con l'eccezione del chilogrammo, tutte le altre unità sono definibili misurando fenomeni naturali. Inoltre, è da notare che il chilogrammo è l'unica unità di misura di base contenente un prefisso: questo perché il grammo è troppo "piccolo" per la maggior parte delle applicazioni pratiche. Grandezza fisica Simbolo della grandezza Nome dell'unità SI Simbolo dell'unità SI lunghezza l metro m massa m chilogrammo kg intervallo di tempo t secondo s Intensità di corrente I, i ampere A temperatura assoluta T kelvin K quantità di sostanza n mole mol intensità luminosa Iv candela cd Unità derivate La maggior parte delle grandezze derivate sono una moltiplicazione o una divisione di grandezze di base. Alcune di esse hanno nomi particolari. In questo modo, non solo si vede immediatamente la relazione che intercorre tra due grandezze, ma, con un controllo dimensionale, è facile verificare la possibile correttezza del proprio lavoro. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 3 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Grandezza fisica Simbolo della Nome dell'unità Simbolo dell'unità SI SI Nomi e simboli speciali Equivalenza in termini di unità fondamentali SI frequenza f, ν hertz Hz s−1 forza F newton N kg · m · s−2 area A metro quadro m2 volume V metro cubo m3 velocità v metro al secondo m · s−1 Prefissi Le unità SI possono avere prefissi per rendere più comodamente utilizzabili grandi e piccole misurazioni. Per esempio, la luce visibile ha un'ampiezza d'onda pari più o meno a 0.0000005 m, che, più comodamente, si è soliti scrivere come 500 nm.Si noti l'importanza di utilizzare correttamente i simboli maiuscoli e minuscoli per evitare ambiguità. Non è più permesso utilizzare più prefissi in cascata: ad esempio, non si può scrivere 10 000 m = 1 dakm. Prefissi del Sistema Internazionale 10n Prefisso Simbolo Nome Equivalente decimale 109 giga G Miliardo 1 000 000 000 106 mega M Milione 1 000 000 103 kilo o chilo k Mille 1 000 102 etto h Cento 100 10 deca da Dieci 10 10−1 deci d Decimo 0,1 10−2 centi c Centesimo 0,01 10−3 milli m Millesimo 0,001 10−6 micro µ Milionesimo 0,000 001 10−9 nano n Miliardesimo 0,000 000 001 Forza Una forza è una grandezza fisica* vettoriale che si manifesta nell'interazione di due o più corpi, sia a livello macroscopico, sia a livello delle particelle elementari, che cambia lo stato di quiete o di moto dei corpi stessi. * una grandezza fisica è un qualunque oggetto naturale percepito direttamente o indirettamente dai nostri sensi e che può essere misurato, ovvero tradotto in numeri. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera pag 4 di 46 . Le forze possono essere dovute a fenomeni quali la gravità, il magnetismo, o qualunque altro fenomeno che induca un corpo ad accelerare. Definizione operativa di forza E’ possibile affermare che se un corpo è deformato rispetto al suo stato di riposo, allora è sottoposto all'azione di una forza.La forza è una grandezza vettoriale, ovvero è un vettore (vedi immagine a sotto). Ciò significa che la misura di una forza, ovvero la sua intensità misurata in newton, rappresenta solo il modulo della forza, che per essere definita necessita anche della specificazione di un punto di applicazione (il punto del corpo dove la forza agisce), di una direzione (la retta su cui giace il vettore) e di un verso (indicato dall'orientamento della freccia). Elementi di un vettore generico. Leva (fisica) Tipi di leve: in alto una leva del primo tipo, in basso una del terzo Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 5 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Una leva è una macchina semplice che trasforma il movimento. Essa è composta da due bracci solidali fra loro incernierati per un'estremità a un fulcro, attorno al quale sono liberi di ruotare.Il primo è il braccio al quale bisogna applicare una forza per equilibrare la forza resistente applicata all'altro braccio. La condizione di equilibrio nella leva è la consueta condizione di equilibrio alla rotazione: la somma dei momenti delle forze ad essa applicate deve essere uguale a zero. Classificazione delle leve Le leve si distinguono in: • • • svantaggiose: se la forza applicata richiesta è maggiore della forza resistente, ovvero se il braccio-resistenza è più lungo del braccio-potenza (bp / br < 1); Tipo I indifferenti: se la forza applicata richiesta è uguale alla forza resistente, ovvero se il braccioresistenza è uguale al braccio-potenza (bp / br = 1); Tipo II vantaggiose: se la forza applicata richiesta è minore della forza resistente, ovvero se il braccio-resistenza è più corto del braccio-potenza (bp / br > 1); Tipo III Esempi di leve La tabella seguente riporta alcuni semplici esempi di leve, indicando il fulcro, i punti di applicazione delle forze, il tipo di leva. Leva Fulcro Forza resistente Forza applicata Tipo Forbici Cerniera Oggetto da tagliare Impugnatura I Carrucola fissa asse centrale Oggetto da sollevare Forza fisica I Scalmo Manico II Remo Nell'Acqua Carriola Asse della ruota Peso da trasportare Manici II Schiaccianoci Perno Noce Mano II Braccio umano Gomito Mano Muscoli del braccio III Prendi ghiaccio Perno Cubetto di ghiaccio Mano Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA III Ing. Francesco Chierico pag 6 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Struttura Atomica Atomo L'atomo (dal greco ἄτοµος - àtomos -, indivisibile, così chiamato perché inizialmente considerato l'unita più piccola ed indivisibile della materia) è la più piccola parte di ogni elemento esistente in natura che ne conserva le caratteristiche chimiche. Struttura atomica Verso la fine dell'Ottocento (con la scoperta dell'elettrone) fu dimostrato che l'atomo non era indivisibile, bensì a sua volta composto da particelle più piccole (alle quali ci si riferisce con il termine "subatomiche"). In particolare, l'atomo è composto da un nucleo carico positivamente e da un certo numero di elettroni, carichi negativamente, che gli ruotano attorno senza un'orbita precisa (l'elettrone si dice infatti delocalizzato), nei cosiddetti gusci elettronici. Il nucleo è composto da protoni, che sono particelle cariche positivamente e da neutroni che sono particelle prive di carica: protoni e neutroni sono detti nucleoni. In proporzione se si considera il nucleo grande come una mela, gli elettroni gli ruotano attorno ad una distanza pari a circa un chilometro; viceversa un nucleone ha massa quasi 1800 volte superiore a quella di un elettrone. Particella Simbolo Note Elettrone e- Scoperto da Thomson Protone p+ Scoperto da Ernest Rutherford Neutrone n Scoperto da James Chadwick, Rappresentazione schematica di un atomo di elio. Attorno al nucleo, composto da due neutroni (in verde) e due protoni (in rosso), ruotano gli elettroni (in giallo) Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo: • • Numero di massa (A): la somma del numero di neutroni e protoni nel nucleo Numero atomico (Z): il numero dei protoni nel nucleo, che corrisponde al numero di elettroni esterni ad esso Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 7 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Per ricavare il numero dei neutroni si sottrae al Numero di massa il Numero atomico Il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo: essendo le predette cariche di valore assoluto uguale, un atomo è normalmente elettricamente neutro e pertanto la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi che perdono o acquistano elettroni in virtù di una reazione chimica: la specie che ne deriva si chiama ione. Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche: si è dunque convenuto a definirli appartenenti allo stesso elemento. Due atomi possono differire anche nell'avere numero atomico uguale ma diverso numero di massa: simili atomi sono detti isotopi ed hanno medesime proprietà chimiche. Un esempio di ciò è l'atomo di idrogeno: in natura è presente in grande maggioranza formato da un protone ed un elettrone. Vi è però, in minore quantità, anche il deuterio che è formato da un protone, un neutrone ed un elettrone (con esso si forma l'acqua pesante) e il trizio (estremamente raro) formato da un protone, due neutroni ed un elettrone. Chimicamente, idrogeno, deuterio e trizio hanno però identiche proprietà. Cenni di storia della teoria atomica Già dal IV secolo a.C. alcuni filosofi greci (Leucippo, Democrito e Epicuro) e romani (Lucrezio), i cosiddetti atomisti, ipotizzarono che la materia non fosse continua, ma costituita da particelle minuscole e indivisibili. Queste considerazioni derivavano però da semplici intuizioni filosofiche. I diversi atomi erano supposti differire per forma e dimensioni. L'idea atomistica fu poi avversata da Aristotele il cui pensiero, successivamente, fu adottato dalla Chiesa cattolica: per questo motivo bisogna aspettare fino al XIX secolo perché gli scienziati riprendessero in considerazione l'ipotesi atomica. Nel 1808, John Dalton spiegò i fenomeni chimici secondo i quali le sostanze sono formate dai loro componenti secondo rapporti ben precisi fra numeri interi, ipotizzando che la materia fosse costituita da atomi. Nel 1911, Ernest Rutherford fece un esperimento cruciale per mettere alla prova il modello di Thomson. Bombardò un sottilissimo foglio di oro, posto fra una sorgente di particella alfa. Le particelle, passate attraverso la lamina, sarebbero rimaste impresse sullo schermo. L'esperimento portò alla constatazione che i raggi alfa non venivano quasi mai deviati. Essi attraversavano la lamina d'oro senza quasi mai esserne disturbati. Solo l'1% dei raggi incidenti era deviato dal foglio di oro e lo era in modo notevole (alcuni venivano completamente respinti). Sulla base di questo fondamentale esperimento, Rutherford propose un modello di atomo in cui quasi tutta la massa dell'atomo fosse concentrata in una porzione molto piccola, il nucleo (caricato positivamente) e gli elettroni gli ruotassero attorno così come i pianeti ruotano attorno al sole (modello planetario). L'atomo era comunque largamente composto da spazio vuoto, e questo spiega il perché del passaggio della maggior parte delle particelle alfa attraverso la lamina. Il nucleo è così concentrato che gli elettroni gli ruotano attorno a distanze relative enormi, aventi un diametro da 10.000 a 100.000 volte maggiore di quello del nucleo. L'esperimento di Rutherford: poche particelle alfa vengono deflesse dal campo elettrico del nucleo, la maggior parte di esse attraversa lo spazio vuoto dell'atomo Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 8 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Tavola periodica La tavola periodica degli elementi è lo schema col quale vengono ordinati gli atomi sulla base del loro numero atomico* Z. Ideata dal chimico russo Dimitrij Mendeleev nel 1869. *numero atomico (indicato solitamente con Z detto anche numero protonico) corrisponde al numero di protoni contenuti in un nucleo atomico. In un atomo neutro il numero atomico è pari anche al numero di elettroni; in caso contrario l'atomo è detto ione. Ad ogni numero atomico corrisponde un diverso elemento chimico. Atomi aventi stesso numero atomico ma diverso numero di neutroni sono detti isotopi. La tavola periodica si articola in gruppi e periodi: • • Ogni gruppo (colonne della tabella) comprende gli elementi che hanno la stessa configurazione elettronica esterna (modo in cui gli elettroni si dispongono attorno al nucleo). All'interno di ogni gruppo si trovano elementi con caratteristiche simili. Ogni periodo (righe delle tabella) inizia con un elemento il cui atomo ha come configurazione elettronica esterna un elettrone di tipo s, o ns dove n è il numero quantico principale, e procedendo verso gli atomi successivi del periodo, il numero atomico Z aumenta di una unità ad ogni passaggio. Schema semplificato della tavola periodica Gruppo 1 Periodo 1 1 H 3 2 Li 11 3 Na 19 4 K 37 5 Rb 55 6 Cs 87 7 Fr 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 He 4 5 6 7 8 9 10 Be B C N O F Ne 12 13 14 15 16 17 18 Mg Al Si P S Cl Ar 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 56 57 * 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 88 89 * 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 Ra Ac * Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Forza di Coulomb La forza di Coulomb, descritta dalla legge di Coulomb, è l'interazione presente tra due corpi elettricamente carichi.La legge esprime, quindi, quantitativamente l'interazione tra due cariche elettriche puntiformi e ferme nel vuoto. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera pag 9 di 46 Legge di Coulomb, cariche dello stesso segno si respingono, cariche di segno opposto si attraggono reciprocamente. La formula può essere estesa considerando cariche in presenza di altri materiali (non nello spazio vuoto) e non puntiformi. Parafulmine Parafulmine Franklin Parafulmine Il parafulmine è un dispositivo atto ad attrarre e disperdere le scariche elettriche atmosferiche. Venne inventato da Benjamin Franklin, fisico americano, e fu applicato per la prima volta con successo a Parigi il 10 maggio 1752. Per arrivare al parafulmine Franklin aveva fatto alcune importanti considerazioni sulle scariche elettriche atmosferiche, arrivando a stabilire che i danni da queste provocati non erano dovuti tanto alla loro potenza, quanto al calore che esse generavano nell'impatto con qualsiasi oggetto. Inoltre scoprì che quando un fulmine, che non è altro che una scarica elettrica, colpisce un oggetto, lo attraversa soltanto per una parte: bisognava quindi pensare a qualcosa che attirasse il fulmine e ne disperdesse la forza per mezzo di un percorso obbligato. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 10 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Scoprendo la particolarità delle punte metalliche, quelle in oro soprattutto, di attirare le scariche elettriche, agendo quindi come una sorta di calamita nei confronti del fulmine, Franklin risolse la difficoltà maggiore: quella di catturarlo durante la sua scarica. Il parafulmine consiste quindi in una lunga e sottile asta metallica con la punta rivestita di un metallo nobile (ad alta conducibilità elettrica) posta sulla sommità dell'edificio da salvaguardare; da questa deriva un filo metallico che viene collegato a terra: la scarica elettrica viene attirata dalla punta e dispersa a terra mediante il filo. Inoltre il parafulmine a causa della sua forma, ha anche una azione preventiva nei confronti del fulmine. Questo conseguentemente al fatto che il suolo ed il parafulmine (collegato a terra) si polarizzano positivamente per induzione in risposta alla carica negativa presente sulla parte inferiore della nuvola. Il parafulmine così polarizzato, grazie al potere dispersivo delle punte, contribuisce a diminuire la differenza di potenziale esistente tra la nuvola ed il suolo, rendendo meno probabile che si raggiunga il potenziale minimo capace di dare inizio alla scarica. Corrente elettrica La corrente elettrica è un movimento di cariche elettriche in un conduttore simile ad un flusso di acqua che si muove in un tubo. La corrente elettrica puo essere: • • Continua (come la corrente elettrica prodotta da una pila) Alternata (come la corrente elettrica prodotta nelle centrali elettriche) La corrente continua è costante nel tempo, la corrente alternata cambia nel tempo e puo essere positiva e negativa cioè puo cambiare di segno piu volte in un secondo (ad esempio la corrente che arriva nelle nostre case varia 50-60 volte in un secondo per cui si dice che la sua frequenza è di 5060 Hz). Esistono anche correnti alternate a frequenze maggiori che vengono sfruttate in campo medico. Per studiare le correnti elettriche sono utili i concetti di seguito elencati: Legge di Ohm. La legge di Ohm esprime una relazione tra la differenza di potenziale V (tensione elettrica) ai capi di un conduttore e la corrente elettrica I che lo attraversa. Sia R la resistenza del conduttore, abbiamo: Gli elementi elettrici per i quali la legge è soddisfatta sono detti resistori (o resistenze) ideali o ohmici; tuttavia, per ragioni storiche, si continua ad attribuire all'enunciato il rango di legge. L'equazione indicata è definisce il concetto di resistenza ed è valida per tutti i dispositivi conduttori. La legge deve il proprio nome a quello del fisico tedesco Georg Simon Ohm. Gli elementi di un circuito elettrico per cui valgono le leggi di ohm sono i seguenti: Resistenza elettrica La resistenza elettrica è una grandezza fisica scalare che misura la tendenza di un conduttore di opporsi al passaggio di una corrente elettrica quando è sottoposto ad una tensione. Questa opposizione dipende dal materiale con cui è realizzato, dalle sue dimensioni e dalla sua temperatura. Uno degli effetti del passaggio di corrente in un conduttore è il suo riscaldamento (effetto Joule). Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 11 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera La resistenza è data da: dove: • • • R è la resistenza tra gli estremi del componente V la tensione a cui è sottoposto il componente I è l'intensità di corrente che attraversa il componente Nel sistema internazionale l'unità di misura della resistenza elettrica è l'ohm, indicato con la lettera greca maiuscola omega: Ω. Condensatore Il condensatore o capacitore è un componente elettrico che immagazzina l'energia in un campo elettrostatico, accumulando al suo interno una certa quantità di carica elettrica. Nella teoria dei circuiti il condensatore è un componente ideale che può mantenere la carica e l'energia accumulata all'infinito, se isolato (ovvero non connesso ad altri circuiti), oppure scaricare la propria carica ed energia in un circuito a cui è collegato. Nei circuiti in regime sinusoidale permanente esso determina una differenza di fase di 90 gradi fra la tensione applicata e la corrente che lo attraversa. In queste condizioni di funzionamento la corrente che attraversa un condensatore ideale risulta in anticipo di un quarto di periodo rispetto alla tensione che è applicata ai suoi morsetti. La capacità di un condensatore Struttura di un condensatore Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 12 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Se si applica una differenza di potenziale alle armature, le cariche elettriche si separano e si forma un campo elettrico all'interno del dielettrico. L'armatura collegata al potenziale più alto si carica positivamente, negativamente l'altra. Le cariche positive e negative sono uguali ed il loro valore assoluto costituisce la carica Q del condensatore. La carica è proporzionale alla tensione applicata e la costante di proporzionalità è una caratteristica di quel particolare condensatore che si chiama capacità elettrica e si misura in farad: Ossia la capacità è uguale al rapporto tra la carica elettrica fornita Q e la differenza di potenziale V. La capacità di un condensatore piano (armature piane e parallele) è proporzionale al rapporto tra la superficie A di una delle armature e la loro distanza d Circuito in serie e circuito in parallelo Resistenze e condensatori possono essere collegati o in serie o in parallelo. Interruttore Interruttore di un piccolo elettrodomestico L'interruttore è un dispositivo elettrico in grado di interrompere un circuito elettrico. Quando l'interruttore è configurato in modo da consentire il passaggio di corrente si definisce chiuso, quando invece il passaggio è interdetto si definisce aperto (è l'opposto della terminologia usata in idraulica). Esiste una varietà immensa di interruttori. Nella forma più elementare l'interruttore è costituito da due contatti metallici che possono essere mossi per entrare in contatto o separati. Da un punto di vista costruttivo un interruttore è estremamente diverso a seconda che debba operare a bassa, media o alta tensione, e anche in funzione della corrente nominale gestita. Si passa dai piccolissimi interruttori presenti all'interno di dispositivi elettronici, fino ai mastodontici interruttori delle stazioni elettriche di alta tensione. Fusibili l fusibile è un semplice dispositivo elettrico in grado di proteggere un circuito dalle sovraccorrenti (sovraccarichi e corto-circuiti). Per ottenere questa protezione il fusibile fonde e ciò provoca l'apertura del circuito. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 13 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Alcuni tipi di fusibili Sono costituiti da un contenitore generalmente cilindrico, in vetro oppure porcellana, al cui interno è presente un filo metallico che unisce due terminali di contatto. Il filo è dimensionato in modo tale da fondere (a causa del calore prodotto per effetto Joule) se la corrente che lo attraversa supera un valore limite. Nei modelli per correnti elevate il filo è immerso in materiale inerte (es. sabbia), che ha lo scopo di spegnere rapidamente l'arco elettrico che può formarsi all'apertura del circuito, ed inoltre il contenitore è generalmente ceramico, per maggiore solidità. Se nei piccoli fusibili in vetro si può osservare in trasparenza l'integrità del filo, nelle cartucce opache è spesso presente un elemento mobile su un contatto, trattenuto dal filo interno. Se questo si interrompe, l'elemento indicatore si stacca o comunque segnala l'evento. Nei fusibili a intervento lento, è in uso una tecnica costituita da una molla a spirale in metallo duro, trattenuta in tensione da una saldatura a stagno; se il superamento del valore nominale persiste per un determinato tempo, la temperatura della zona saldata a stagno sale a tal punto da fondere la giunzione, di conseguenza la molla si ritrae e il fusibile risulta interrotto. La sostituzione dei fusibili bruciati deve essere effettuata con attenzione, possibilmente togliendo corrente a monte dell'impianto, rispettando il modello originale e soprattutto cercando di comprendere la causa dell'intervento di protezione. Trasformatore simbolo esempio Il trasformatore è una macchina elettrica statica (perché non contiene parti in movimento) appartenente alla categoria più ampia dei convertitori. In particolare il trasformatore consente di convertire i parametri di tensione (simbolo V unità di misura [V] volt) e corrente (simboli I unità di misura [A] ampere) in ingresso rispetto a quelli in uscita, pur mantenendo costante la quantità di Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 14 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera potenza elettrica (a meno delle perdite per effetto dell'isteresi e delle correnti parassite). Il trasformatore è una macchina in grado di operare solo in corrente alternata, perché sfrutta i principi dell'elettromagnetismo legati ai flussi variabili. Il trasformatore ha importanza fondamentale nel mondo di oggi: senza di esso le grandi reti di trasporto dell'energia elettrica che collegano le centrali elettriche a milioni di industrie e di case non potrebbero funzionare. Diodo simbolo esempio Il diodo è un componente elettronico passivo non lineare a due terminali (bipolo), la cui funzione ideale è quella di permettere il flusso di corrente elettrica in una direzione e di bloccarla nell'altra, la qual cosa viene realizzata ponendo dei vincoli alla libertà di movimento e di direzione dei portatori di carica. Il simbolo circuitale del diodo esprime chiaramente questa funzione: il triangolo indica la direzione che permette il flusso di corrente elettrica considerato convenzionalmente positivo (dal polo negativo a quello positivo), mentre la sbarra ne indica il blocco. Induttanza L’induttanza è una spira di materiale conduttore avvolta su se stessa,si indica con L l’induttanza crea un campo magnetico per i principi dell’elettromagnetismo. Anche il solenoide è un induttanza che ha molte applicazioni tra cui ricordiamo gli elettrodi solenoidali impiegati in campo medico nella magnetoterapia Principi dell’elettromagnetismo - un conduttore percorso da corrente genera un campo magnetico (es. solenoide) un conduttore che si muove in un campo magnetico genera corrente elettrica (es. alternatore) Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera pag 15 di 46 Caratteristiche della corrente Potenza (fisica) La potenza è definita come il lavoro (L) compiuto nell'unità di tempo (t): In base al principio di egualianza tra lavoro ed energia, la potenza misura anche la quantità di energia scambiata nell'unità di tempo, in un qualunque processo di traformazione, meccanico, elettrico, termico o chimico che sia. Nel sistema internazionale di unità di misura la potenza si misura coerentemente in watt (W), come rapporto tra unità di energia in joule (J) e unità di tempo in secondi (s): Per motivi storici, si possono incontrare ancora unità di misura diverse, nate dall'uso di misurare l'energia e il tempo con unità diverse, a seconda del campo di applicazione. Ad esempio: Potenza (elettrotecnica) In elettrotecnica la potenza è definita come il lavoro svolto da una carica elettrica in un campo elettrico nell'unità di tempo. Si tratta semplicemente della definizione data in fisica nel caso particolare in cui le uniche forze presenti siano quelle dovute al campo elettrico. In corrente continua tutta la potenza fornita dai generatori è dissipata sui resistori del circuito (raramente anche sui generatori: per esempio nella serie tra un generatore di corrente e uno di tensione). In corrente continua si può semplicemente scrivere : Wattora Il wattora (simbolo Wh) è un'unità di misura dell'energia. L'unità di misura dell'energia nel Sistema internazionale di unità di misura (SI) è però il joule (J), perché il wattora contiene un'unità di misura che non fa parte del SI (l'ora). Energia fornita dalla potenza di 1 watt per un periodo di 1 ora. Un wattora corrisponde a 3600 joule (1 Wh = 1 W × 3 600 s = 3 600 Ws = 3 600 J). Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 16 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Multiplo Nome Simbolo Sottomultiplo Nome Simbolo 100 wattora 103 kilowattora kW·h 10–3 milliwattora mW·h 106 megawattora MW·h 10–6 microwattora µW·h W·h Il wattora deriva dalla moltiplicazione dell'unità di misura SI della potenza (watt) con l'unità di misura non-SI del tempo (ora). Nonostante quanto possa sembrare, il wattora misura una quantità di energia (non in "movimento"), mentre il watt misura una potenza, che equivale ad una certa unità di energia per un certo intervallo di tempo. Questo accade perché un watt è un joule al secondo (o, in materia di elettricità, 1 volt x 1 ampere). Si può quindi dire che una lampadina consuma 100 W e che una centrale produce un gigawatt, quindi in due ore la lampadina consuma 200 Wh e in un anno la centrale produce 8760 GWh. L'elettricità che consumiamo infatti viene pagata in €/Wh, ma l'impianto può sopportare un flusso di 3 kW. Il GWh/anno è una misura spesso usata per le centrali elettriche, perché fornisce una media che tiene conto dei periodi in cui la centrale non è in funzione. Spesso nei giornali e nei telegiornali si trovano errori nell'uso di queste due misure. Se facciamo un paragone con l'idraulica, il wattora è un secchio d'acqua su un armadio. Il watt è dell'acqua che scende. La velocità con cui svuotiamo il secchio è il consumo, sempre in watt. La quantità di acqua è misurata in amperora, e l'altezza da cui cade in volt, la portata in ampere. Generatori di corrente continua ed alternata La Pila (corrente continua c.c.) La pila, in chimica, è un dispositivo che converte energia chimica in energia elettrica. All'interno di una pila avviene una reazione di ossido-riduzione in cui una sostanza subisce ossidazione, perdendo elettroni, ed un'altra subisce riduzione, acquistandoli. Data la sua configurazione, la pila consente di intercettare e sfruttare il flusso di elettroni tra le due sostanze. Tale flusso genera una corrente elettrica continua, il cui potenziale elettrico è funzione delle reazioni di ossidazione e riduzione che vi avvengono. Una pila si scarica quando queste reazioni chimiche raggiungono lo stato di equilibrio. simbolo Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA esempio Ing. Francesco Chierico pag 17 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Nel 1799 Alessandro Volta riprese gli studi di Luigi Galvani sulla corrente elettrica, riuscendo a realizzare la prima pila (oggi detta voltaica), con i seguenti costituenti: • • • • Un supporto di legno posto verticalmente su una base circolare Dischetti di rame e zinco Panno imbevuto di una soluzione acida formata da acqua e acido solforico Due fili di rame La pila consiste in dischetti di rame e zinco alternati, seguendo la logica rame, zinco, umido, rame, zinco, e così via il tutto tenuto a posto dalla struttura di legno esterna. Una volta disposti i dischetti e il panno sul supporto, collegando il primo e l'ultimo dischetto della colonna con due fili di rame, si viene a creare tra essi una differenza di potenziale in grado di produrre il passaggio di corrente. In realtà Volta credeva che il passaggio di corrente fosse dovuto alla differenza di potenziale originatasi in seguito al semplice contatto dei due metalli, mentre ora si sa che il passaggio di corrente è dovuto alla differenza di potenziale creata dai due metalli, ma il passaggio di corrente è provocato dalle reazioni chimiche al quale concorre anche il mezzo umido. Infatti si può notare che nella pila così formata lo zinco si consuma mentre il rame rimane intatto (può eventualmente ossidarsi). Questo perché cè un passaggio di elettroni dallo zinco al rame. Il dispositivo così costituito permise a Volta di produrre una corrente elettrica, di cui osservò il flusso riuscendo a indurre la contrazione dei muscoli di una rana morta. La centrale elettrica (corrente alternata c.a.) La centrale elettrica produce energia elettrica alternata che arriva nelle nostre case a frequenza variabile 50-60 Hz con una differenza di potenziale di 220 Volt (in altre nazioni le caratteristiche della corrente nelle abitazioni non sono uguali a quelle italiane quindi gli elettrodomestici in uso in Italia possono essere utilizzati all’estero solo con particolari adattatori di corrente) Le centrali possono utilizzare • • fonti rinnovabili (acqua,vento,sole) centrali idroelettriche, eoliche, fotovoltaiche fonti non rinnovabili (carbone, metano, uranio) centrali termoelettriche e nucleari In generale la corrente elettrica prima di arrivare nelle nostre case fa questo percorso: • Centrale elettrica 1. 2. 3. • • • • • • Bruciatore Caldaia Turbina-alternatore Centrale di trasformazione Trasporto cavi alta tensione e tralicci Centrale di trasformazione Trasporto cavi a bassa tensione Cabina di trasformazione Utenze domestiche Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 18 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Pericolosità della corrente La soglia di percezione della correnti elettrica nell'uomo è circa di 0,5 mA in c.a. (corrente alternata) a frequenza industriale (f = 50÷60 Hz) e di 2 mA in c.c. (corrente continua), inoltre si deve tenere conto che l'effetto di una determinata corrente elettrica varia non solo per l'intensità, ma anche per la durata della percorrenza. Si noti che la tensione non è rilevante negli effetti sull'uomo, ma occorre una tensione minima per essere attraversati dalla corrente, quindi sotto i 50 V circa non si corrono rischi, ma al di sopra è ininfluente la tensione, gli effetti dipendono solo dall'intensità. Con intensità maggiori a quelle specificate si producono nel corpo umano i seguenti effetti: • • • • • Tetanizzazione muscolare: i muscoli sottoposti ad una corrente alternata, subiscono una sequenza di stimoli elettrici; non riuscendo a contrarsi e rilassarsi con la frequenza della corrente, i muscoli restano contratti permanentemente. Tale circostanza è particolarmente grave quando un oggetto in tensione viene impugnato volontariamente, poiché la tetanizzazione paralizza i muscoli impedendone il rilascio; la massima corrente per la quale si riesce a lasciare la presa viene chiamata corrente di rilascio e si aggira sui 10÷30 mA a f.i. (frequenza industriale). Blocco respiratorio: tetanizzazione dei muscoli respiratori quando il contatto interessa la regione toracico-polmonare. Comporta ipossia quindi danni al cervello dopo pochi minuti. Fibrillazione ventricolare: una corrente alternata sufficientemente elevata (> 50 mA) che interessi la regione toracica può provocare la perdita di coordinamento dei muscoli cardiaci, così il cuore non riesce più a pompare sangue causando ipossia e danni al cervello. Arresto cardiaco. Ustioni: dovuta ad elevati densità di corrente tra cute e conduttore in tensione, per effetto Joule, provoca elevante temperature per brevi periodi capaci di provocare gravi ustioni. Una persona può venire a contatto con parti in tensione e quindi subire gli effetti del passaggio di corrente mediante contatto diretto oppure contatto indiretto. Quindi per evitare ciò si devo attuare delle contromisure imposte dalla norma vigente (norme CEI). La protezione contro i contatti diretti si attuano prevenendo i contatti accidentali con le parti in tensione: • • • • isolamento delle parti attive con materiale isolante non removibile, involucri o barriere tali da impedire ogni contatto con le parti in tensione, ostacoli o distanziatori, interruttori differenziali ad alta sensibilità, con correnti differenziali di soglia di Is ≤30 mA La protezione contro i contatti indiretti si realizza nei seguenti modi: • • • • Messa a terra delle masse, Interruzione automatica dell'alimentazione tramite interruttori automatici, Doppio isolamento delle apparecchiature Separazione elettrica Schema riassuntivo degli effetti della corrente (tempi di contatto prolungato): Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 19 di 46 Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera Valori di corrente Definizione Effetti 1-3 mA SOGLIA DI PERCEZIONE Non si hanno rischi o pericoli per la salute. 3-10 mA ELETTRIFICAZIONE 10 mA TETANIZZAZIONE 25 mA DIFFICOLTÀ RESPIRATORIE 25-30 mA ASFISSIA 60-75 mA FIBRILLAZIONE Produce una sensazione di formicolio più o meno forte e può provocare movimenti riflessi. Si hanno contrazioni muscolari. Se la parte in tensione è stata afferrata con la mano si può avere paralisi dei muscoli, rendendo difficile il distacco. Si hanno a causa della contrazione di muscoli addetti alla respirazione e del passaggio di corrente per i centri nervosi che sovrintendono alla funzione respiratoria. La tetanizzazione dei muscoli della respirazione può essere tale da provocare la morte per asfissia. Se la corrente attraversa il cuore può alterarne il regolare funzionamento, provocando una contrazione irregolare e disordinata delle fibre cardiache che può portare alla morte. 2) - Sicurezza Scienza della sicurezza La scienza della sicurezza è la disciplina che studia il rischio nelle sue varie forme, dirette ed indirette, e ne valuta la riduzione fino a farlo tendere a zero. L'eliminazione del rischio è matematicamente impossibile perché le variabili del rischio sono infinite ed imponderabili; è per questa ragione che si parla di 'riduzione' del rischio. Il rischio che non si riesce ad eliminare viene definito rischio residuo. Definizioni principali: • RISCHIO Il rischio è la probabilità che si verifichi un dato evento caratterizzato da una determinata gravità del danno sulle persone, sulle cose, sull'ambiente. Il rischio R è dato dalla probabilità P che un evento accada per il danno D che l’evento può causare R=PxD • PERICOLO e DANNO Il pericolo è una proprietà di una sostanza, o in generale di un evento, di creare danno. Il danno è la conseguenza di un’azione che causa riduzione di funzionalità di un bene, un valore un attrezzatura, una macchina, un immobile o quant'altro abbia un valore economico • PREVENZIONE La prevenzione è la messa in opera ed in esercizio di tutte le misure derivate dall'analisi per prevenire che accadano eventi pericolosi e quindi dannosi. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera • pag 20 di 46 PROTEZIONE La protezione è la messa in opera ed in esercizio di tutte le misure per proteggere persone e cose dal rischio residuo. La protezione si distingue in collettiva e individuale, attiva o passiva. Le misure di protezione collettiva hanno priorità rispetto a quella individuale. La protezione attiva è quella che gli stessi operatori devono attivare (indossare caschi, scarpe, estintori), mentre quella passiva interviene anche senza il comando umano (impianto sprinkler antincendio). Principi generali di sicurezza elettrica L'elettricità come tutti sanno è pericolosa, ma adottando tutte le precauzioni e dispositivi che le norme e le leggi ci impongono (suggeriscono per le norme volontarie) diventa "sicura" (ricordiamo che la sicurezza assoluta non esiste). Le cause di rischio previste dalle norme sono: • • • • • contatti diretti contatti indiretti correnti di sovraccarico correnti di cortocircuito sovratensioni di varia origine e natura A questi rischi le norme prevedono le seguenti precauzioni: Contatti diretti Per i contatti diretti esiste la protezioni meccanica, che ogni involucro deve avere. Si deve rispettare la normativa del codice IP (international protection) composto da due cifre che ne determinano il grado di protezione meccanica ed la protezione contro l'accesso di liquidi. Per i contatti diretti esiste una protezione attiva che previene proprio i contatti diretti con la rete elettrica, trattasi di dispositivo elettronico che eroga la corrente elettrica solo quando ad esso viene collegato un apparecchio elettrico, mentre non eroga elettricità se l'uomo tocca i due poli di una linea o di una presa elettrica alimentata ma non in uso, detti dispositivi possono essere realizzati con diversi gradi di sensibilita tali da ritenere anche l'acqua elemento non connettibile alla rete elettrica. Contatti indiretti Per i contatti indiretti si usa un apparecchio chiamato differenziale che controlla la somma delle correnti entranti ed uscenti di un circuito; se la somma dà zero non esiste dispersione, diversamente il circuito è guasto e il dispositivo di sgancio interviene aprendo il circuito mettendolo in sicurezza. Questo dispositivo, erroneamente, è conosciuto anche come salvavita. Correnti di sovraccarico Per le correnti di sovraccarico si utilizzano il fusibili o i magnetotermici, contraddistinti da una corrente nominale (detta anche in gergo taglia). Sono apparecchi elettrici che hanno la capacità di accorgersi se nel circuito sta passando una corrente più elevata di quanto possa normalmente essere presente. Se nel circuito passa una corrente eccessiva (sovracorrente) il dispositivo di sgancio apre il circuito mettendolo in sicurezza. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Wikipedia Enciclopedia libera pag 21 di 46 Correnti di corto circuito Per le correnti di corto circuito si usano come protezione gli stessi fusibili o magnetotermici. Se negli apparecchi elettrici sta passando una corrente elevatissima (corto circuito) il dispositivo di sgancio apre il circuito mettendolo in sicurezza. La differenza tra il sovraccarico e il cortocircuito è il tempo di intervento, per il corto circuito è praticamente istantanea. Sovratensioni Per le sovratensioni di origine atmosferica (fulmini) che possono comportare danni agli utilizzatori e alle persone. Il sistema che puo essere utilizzato è la gabbia di Faraday. La gabbia realizza un vero e proprio guscio (maglia) metallico di protezione deviando il fulmine verso l'impianto di terra. Manutenzione Spesso si pensa che gli impianti debbano essere sicuri per sempre, non a caso nella catena delle responsabilità c'è anche l'utente finale, infatti spesso si trascura la manutenzione che serve proprio a mantenere efficienti e sicuri gli impianti. La manutenzione va affrontata periodicamente ma spessissimo ci si dimentica di chiamare l'elettricista almeno una volta l'anno per controllare l’impianto elettrico. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Università degli Studi di Pavia- Area ambiente e Sicurezza Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 22 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Università degli Studi di Pavia- Area ambiente e Sicurezza Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 23 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Università degli Studi di Pavia- Area ambiente e Sicurezza Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 24 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Università degli Studi di Pavia- Area ambiente e Sicurezza Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 25 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da sito web pag 26 di 46 SICUREZZA ANTINCENDIO Il triangolo del fuoco è il termine usato per rappresentare visivamente il processo chimico fisico della combustione. I lati dell'ipotetico triangolo rappresentano i tre elementi necessari per la combustione: • • • Combustibile Comburente Fonte d'innesco Simbologia delle Classi di fuoco N.B.: La norma UNI EN 2 aggiunge la classe di fuoco F che prevede i fuochi che interessano: apparecchiature di cottura, oli, grassi animali e vegetali Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da sito web Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 27 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da sito web Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 28 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da sito web Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 29 di 46 Ing. Francesco Chierico pag 30 di 46 Tratto da Eurage strumenti e accessori informazioni tecniche 3) - Strumenti e Metodi Elettrostimolazione Che cosa è l'elettro-stimolazione ? L'elettro-stimolazione è una tecnica che, mediante l'utilizzo di impulsi che agiscono sui punti motori dei muscoli o sui terminali nervosi, provocano una contrazione muscolare del tutto simile a quella volontaria. Dove agisce la elettro-stimolazione ? L'elettro-stimolazione s'inserisce in quella metodica che facendo uso della corrente elettrica, sfrutta gli effetti indotti sulle strutture corporee mirando le funzioni elettriche del sistema nervoso. Quanti modi di applicazione della stimolazione neuro-muscolare esistono ? L'elettro-stimolazione ha diversi modi di utilizzo ed applicazione, pertanto si divide in : stimolazione di tipo T.E.N.S., stimolazione di tipo Muscolare, stimolazione Vasomotoria, stimolazione Veicolante. Che cos'e la stimolazione T.E.N.S. ? La stimolazione TENS ( transcutanic eletric nerve stimulatione ) di tipo antalgico è agisce per bloccare i recettori nervosi e stimolare le endorfine. Che cos'e la stimolazione di tipo Muscolare ? La stimolazione di tipo Muscolare agisce sulla massa muscolare delle fibre lenti e veloci ( rosse e bianche ) per aumentare la resistenza e la velocità. Che cos'e la stimolazione Vasomotoria ? Con la stimolazione di tipo Vasomotoria si aumenta la circolazione arteriosa nei vasi periferici. Che cos'e la stimolazione Veicolante ? Con la stimolazione di tipo Veicolante si somministrano farmaci ionizzanti direttamente sulla zona interessata. Tutti i elettro-stimolatori sono efficaci ? Attenzione : per un coretto, efficace e sicuro, lavoro muscolare e di stimolazione ai nervi periferici, l'elettrostimolatore deve essere un generatore di corrente costante. La elettro-stimolazione ha controindicazioni ? L'elettro-stimolatore non può essere utilizzato come si dice "a occhi chiusi ". Ci sono delle raccomandazioni da prendere in considerazione, come : e sconsigliato l'utilizzo della stimolazione dalle donne in stato di gravidanza, da persone eplilettice, ai portatoti di pace-maker, ai bambini sotto i 12 anni. Chi può utilizzare un elettro-stimolatore ? L'elettro-stimolatore può essere utilizzato da soggetti con idonee condizioni fisiche, valutando inoltre le eventuali carenze soggettive e le controindicazioni. E' da ritenersi complementare e/o integrativo alle usuali attività di allenamento. Si ottengono dei risultati utilizzando un elettro-stimolatore ? Naturalmente utilizzando un elettro-stimolatore con una certa periodicità, è unendo le applicazioni ad una regolare attività fisica, possiamo migliorare il nostro aspetto fisico. In quale campo vengono utilizzati gli elettrostimolatori? * in campo Sportivo : per rafforzare e aumentare ala massa muscolare, per migliorare la circolazione sanguina, allenamento e recupero. * in campo Estetico : per trattare inestetismi cutanei, mobilizzare i grassi, tonificare tessuti, drenaggio dei liquidi, lipolitico-anticellulitico . * come Tonificante e Rigenerante : indicato in quelli patologie come artrosi, lesioni traumatiche, trattamento dell'amiotrofia muscolare post chirurgica e post traumatica, e per il ripristino della forza muscolare. Quante sedute di elettro-stimolazione si possono effettuare in un giorno ? In seguito ai studi effettuati si consiglia una sola seduta giornaliera, tre sedute settimanali ( una seduta ogni due giorni ) per chi utilizza lo stimolatore per la prima volta. Per chi invece a effettuato in precedenza alte applicazioni con l'elettro-stimolatore si possono effettuare fino Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 31 di 46 Tratto da Eurage strumenti e accessori informazioni tecniche ad 6 / 7 sedute settimanali. Per coloro che non hanno mai utilizzato la stimolazione è consigliabile intraprendere il primo ciclo durante un periodo di riposo. Quante dura una seduta di stimolazione ? Indicativamente le prime sedute potranno essere di 15/20 minuti, successivamente si potranno incrementare di 2/3 minuti a seduta fino al raggiungimento ottimale che raramente supera i 30/40 minuti A quale intensità si utilizza un elettro-stimolatore ? Certamente sotto la soglia del dolore . L'intensità varia a seconda del soggetto, del tipo di applicazione, dell'età . Utilizzare l’intensità sopportabile, inferiore alla soglia del dolore. Suggeriamo, per chi non effettua le applicazioni sotto controllo medico o del personale qualificato, di usa una intensità medio-bassa . Come s'imposta una seduta di elettro-stimolatore ? E' importante rilevare che ogni seduta dovrà essere sempre preceduta da almeno 4 minuti di Riscaldamento e seguiti, prima di finire la seduta, da almeno 5 minuti di Rilassamento . Il riscaldamento è un applicazione di tipo Decontratturante, si effettua ad una intensità e frequenza bassa (tipo 1 / 2 Hz. ), essendo una fase che deve precedere tutte le varie sedute di allenamento tramite stimolatore poiché "prepara" il muscolo per la stimolazione. Il defaticamento si effettua ad una intensità e frequenza bassa (tipo 3/6Hz.), essendo una fase che deve precedere tutte le varie sedute di allenamento tramite stimolatore poiché permette un migliore rilassamento muscolare, con migliorata eliminazione dei metaboliti, e quindi una diminuzione della fatica muscolare . Sono applicazioni che non devono affaticare il muscolo, consentendo di raggiungere un livello stabile di aumento del flusso arterioso che significa stabilità nel livello di attività metabolica raggiunto. Quale gruppo muscolare del corpo si può stimolare in una seduta ? Si può stimolare qualsiasi gruppo muscolare, in base alla zona di applicazione. Secondo i studi effettuati nella Medicina dello Sport, per ottenere dei buoni risultati, si suggerisce di stimolare i cosiddetti muscoli agonisti e antagonisti dell'area interessata ( esempio - estensori e flessori della coscia ) . Come si applicano gli elettrodi ? Per una corretta stimolazione l’elettrodo/i con polarità positiva ( terminale cavo clips rosso ) è posizionato sul punto motore del muscolo che si stimola, invece l’elettrodo/i con polarità negativa ( terminale cavo clips nero )sull’intersezione muscolo tendinea. Per stimolare i pettorali si consiglia di posizionare l'elettrodo/i con polarità positiva lontano dal cuore. Si può combinare l'elettro-stimolazione con altri Allenamenti ? Si, si può tranquillamente combinare con dei programmi di defaticamento e decontratturante. Ionoforesi Che cos’è la Iontoforesi Dinamica? La Iontoforesi dinamica è una ionoforesi, che attraverso il principio dell’elettroforesi consente la veicolazione di alcune tipologie di sostanze ionizzate, attraverso la pelle, all’interno del corpo umano. Come si ottiene la Iontoforesi Dinamica? La Iontoforesi dinamica si ottiene dalle numerose interruzioni della corrente continua ( frequenze altissime) o super-pulsato. Qual’è la differenza tra Iontoforesi dinamica e ionoforesi galvanica ? La Iontoforesi Dinamica a differenza della ionoforesi in corrente continua (o galvanica ), elimina il fastidioso problema delle ustioni o degli eritemi cutanei, preservando l’efficacia del trattamento. Che cos’è il principio dell’elettroforesi? La corrente continua applicata tramite elettrodi in una precisa parte del corpo, consente la formazione di un Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 32 di 46 Tratto da Eurage strumenti e accessori informazioni tecniche campo elettrico unidirezionale attraverso i tessuti, che permette di far penetrare i farmaci ed i cosmetici ionizzati. Quali sono le patologie indicate per i trattamenti con la Iontoforesi dinamica ? Le patologie sono di tipo muscolare ed osteo-articolare e riassumiamo qui di seguito : Artrosi, Artriti, Distorsioni, Dolori muscolari, Lombosciatalgia, Strappi muscolari, Traumi da stress sportivo. Quali sono i benefici delle applicazioni di tipo Iontoforesi dinamica? Azione ANTINFIAMATORIA. Attenuazione costante del dolore sino alla totale o parziale scomparsa del sintomo dolore. Come si collegano gli elettrodi nelle applicazioni con la Iontoforesi dinamica? Le applicazioni si effettuano con un supporto di tipo spugna in daino sintetico che vengono bagnate con sostanze ionizzate in modo che possano liberare ioni positivi e negativi e, che siano attivamente caricati ( esempio vitamina , sieri, minerali, ecc. ). Come si applica la sostanza ionizzata nelle applicazioni di Iontoforesi dinamica? Il medico curante deve indicare su quale polo va applicata la sostanza ionizzata, se polo Positivo ( terminale cavo clips rosso) o al polo Negativo (terminale cavo clips nero). L'atro elettrodo ( la spugna di colore giallo) va bagnato con acqua. Sono sconsigliate le applicazioni senza l’approvazione del medico curante e senza l’uso di sostanze ionizzate. Per aumentare gli effetti della iontoforesi dinamica, si consiglia di: * utilizzare sempre le stesse spugne per le stesse sostanze; * lavare le spugne con acqua distillata; * detergere la cute della zona da trattare; * evitare di associare più sostanze, se non si e' certi della loro compatibilità. L’elettrodi devono essere bagnati abbondantemente per evitare che si crei l’effetto elettrolitico con il contatto diretto a pelli con PH. elevato e comunque soggetti predisposti a dermatiti o irritazioni. Come si posizionano gli elettrodi al corpo nelle applicazioni di Iontoforesi dinamica? Per una scelta appropriata del trattamento da eseguirsi con la iontoforesi dinamica (punti di applicazione, sostanza ionizzata e/o altro) seguire le indicazioni del Vs. medico di fiducia o dell’esperto del settore orto fisioterapico. Le applicazioni di Iontoforesi Dinamica deve avvenire dietro prescrizione medica, ed in ambiente medico (presidio medico). Sconsigliamo il "Fai - da - Te". Scelto il punto di applicazione preventivamente deterso, procedere al fissaggio degli elettrodi con le apposite fasce sovrapponendo su di essi la fascia elastica e unendo il Velcro maschio e il Velcro femmina.Verificare la perfetta aderenza dell’elettrodo alla superficie cutanea. Se necessario il Velcro maschio può essere fermato in un punto qualsiasi della stessa fascia. L’altra estremità degli cavetti (terminale tipo spinotti Ø 4 mm. o terminale tipo RCA) vanno collegati alle apposite uscite dell’apparato. La scelta delle dimensioni degli elettrodi dipende dall'ampiezza dell'area da trattare, generalmente vengono utilizzati elettrodi con un'area di 5x5 cm, 6x8 cm o 8x12 cm. Quanto durano le applicazioni di Iontoforesi dinamica ? La durata del trattamento deve essere di circa 15 minuti a seduta. Quante sedute si devono effettuare con la Iontoforesi dinamica ? Il numero di sedute sono un minimo di 10-15 applicazioni; che possono variare a seconda della patologia ed anche dalla rapidità con cui si hanno risultati. Anche se si ottengono risultati dopo pochissime sedute, occorre terminare il ciclo per ottenere stabilità nell'esito. Le patologie degenerative o croniche possono trovare giovamento con cicli ripetuti due volte nell'arco dell'anno. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Eurage strumenti e accessori informazioni tecniche pag 33 di 46 Che intensità di corrente si deve utilizzare? Si consiglia di utilizzare un intensità della corrente generalmente compresa tra i 2 mA ed i 4 mA, che viene regolata in funzione della sensibilità del paziente, che deve avvertire una sensazione gradevole di formicolio nella zona a contatto con gli elettrodi. Tale valore varia in funzione della conducibilità della pelle e della dimensione degli elettrodi. Chi può effettuare le applicazioni con la Iontoforesi dinamica? La Iontoforesi Dinamica è sconsigliata per chi soffre di allergie della cute. Il medico curante deve assicurarsi che non vi siano controindicazioni nell’uso dei specifici farmaci. Con le applicazioni di tipo Iontoforesi dinamica si possono verificare effetti colaterali? Al termine del trattamento può accadere di notare sulla superficie cutanea sottoposta all'applicazione (nel punto di contatto tra l'elettrodo e la cute) un arrossamento, esso e' causato da una vasodilatazione. Il protrarsi delle sedute può a volte essere causa di un'irritazione della cute nel punto di contatto con gli elettrodi : in questo caso interrompere il trattamento e applicare sopra la parte trattata un prodotto specifico, ed eventualmente consultate il Vs. medico di fiducia Magnetoterapia Che cosa è la magnetoterapia ? La magnetoterapia è una forma di fisioterapia che utilizza le onde elettromagnetiche a scopo terapeutico. E’ un trattamento convalidato da anni di studi e ricerche scientifiche e, da lungo tempo, diffuso per curare diversi disturbi. Negli ultimi anni, inoltre, ha preso sempre più piede il ricorso a particolari campi magnetici, i cosiddetti campi magnetici pulsati. Quanti tipi di campi magnetici esistono ? La magnetoterapia viene divisa in : magnetoterapia con campi magnetici costanti, e magnetoterapia con campi magnetici pulsati. Gli campi magnetici pulsati si dividono in a campi magnetici ad alta frequenza, e campi magnetici a bassa frequenza. Che tipo di dispositivi produce EuroAge ? EuroAge Eelettromedicali produce dispositivi di magnetoterapia a bassa frequenza e campi magnetici pulsati a bassa frequenza. Che cos'e un campo magnetico pulsato ? Un campo magnetico pulsato è quel campo magnetico che rimane non alternato, cioè non inverte la sua polarità, ma pulsa. Perché l'utilizzo dei campi magnetici pulsati ? Dopo anni di sperimentazioni nel settore scientifico e chimico si è giunti a confermare che l'impiego dei campi magnetici pulsati a bassa frequenza è un ottimo strumento terapeutico per vari tipi di patologie, poiché si differenziano da quelli tradizionali, le onde avendo un andamento ciclico anziché fisso. Proprio grazie a questa loro caratteristica sono risultati molto efficaci. Come si effettuano le applicazioni con la magnetoterapia ? Le applicazioni con la magnetoterapia si effettuano con i solenoidi ( diffusori ) in dotazione che trasformano l'impulso elettrico in campo magnetico. Come agisce la magnetoterapia a bassa frequenza e campi magnetici pulsati ? Lo scopo della magnetoterapia a bassa frequenza e campi magnetici pulsati è quello di ricaricare e rigenerare le cellule prive di forza vitale, poiché è in grado di influenzare i vari processi che regolano le funzioni vitali della membrana cellulare che controllano ciò che viene indotto nella cellula e che producono sostanze adatte a combattere tutto ciò che non sia compatibile. Come posso sapere se un dispositivo di magnetoterapia è sicuro ? Per essere efficace e sicuro un dispositivo di magnetoterapia deve rispettare le vigenti normative in merito. EuroAge Elettromedicali è una azienda italiana, che progetta, produce e commercializza apparati elettromedicali che rispettano le Normative Europee. L'affidabilità dei nostri prodotti è garantita dai protocolli medici è dei test clinici effettuati dalla nostra Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 34 di 46 Tratto da Eurage strumenti e accessori informazioni tecniche equipe medico - scientifica. La magnetoterapia ha controindicazioni ? La magnetoterapia presenta poche controindicazioni, ma per alcune persone questo trattamento è vietato. Ci sono delle raccomandazioni da prendere in considerazione come : e sconsigliato l'utilizzo alle persone con by-pass arteriosi e valvole metalliche, ai portatori di pace-maker, ai portatori di protesi metalliche, alle donne in stato di gravidanza, i malati di tumore, ai bambini sotto i 12 anni. Si ottengono dei risultati utilizzando un dispositivo di magnetoterapia ? Naturalmente l'utilizzo della magnetoterapia a bassa frequenza e campi magnetici pulsati, è stata legittimata dagli studi effettuati al livello scientifico, come soluzione per svariate patologie che riguardano l'apparato muscolo-scheletrico. In quale campo viene applicata la magnetoterapia a bassa frequenza e campi magnetici pulsati ? La magnetoterapia viene utilizzata in : * in CHIRURGIA : accelera la guarigione di ferite da bisturi * in MEDICINA generale : atrofie muscolari - artrosi - artriti - artrosi cervicale - reumatismi pseudoartrosi - cirrosi epatica - enfisemi polmonari - fratture ossee - insufficienze epatiche - lombalgie – osteoporosi - periartrite - paresi - sciatalgie - torcicollo - dolori mestruali - bronchiti * in MEDICINA sportiva : distorsioni - lussazioni - contusioni - epicondiliti - strappi muscolari - tendiniti – lesioni traumatiche * in ORTOPEDIA : fratture ossee - distorsioni - lussazioni * in OTORINOLARINGOIATRIA : sinusiti - riniti allergiche - sindromi vertiginose - otiti - tonsilliti * in DERMATOLOGIA : acne - piaghe da ustione - ferite non rimarginabili - cellulite - malattie cutanee ulcere varicose ulcere flebitiche - ulcere arteriopatiche * in UROLOGIA : prostatiti - astenie - incontinenze urinarie * per : dolori muscolari - insonnia - ipotensioni - stress - infiammazioni . Inoltre favorisce l'aumento delle difese naturali dell'organismo. Come si riesce a verificare se si può utilizzare la magnetoterapia ? Le applicazioni con la magnetoterapia vengono fatte sotto stretto controllo medico specialistico: è sempre l’ortopedico o il specialista del settore, a stabilire quali sono i parametri di terapia ( frequenza e il livello del campo magnetico ), i casi in cui la cura è indicata e a dettare i modi e i tempi delle applicazioni. Quante dura una seduta con la magnetoterapia ? Varia a secondo delle persone, delle malattie, dell'età, poiché la durata della cura dipende dal disturbo e dalla sua serietà . Come si applicano i solenoidi ? Il solenoide viene applicato laddove si avverte il dolore, è con riferimento al tipo di trattamento da eseguire e della zona di applicazione, possono essere applicati uno o tutti due i solenoidi. Possono essere pericolose le applicazioni con la magnetoterapia ? Nessuno studio scientifico ha accertato che questo tipo di applicazioni provoca danni all’uomo. Con la magnetoterapia possiamo : Con le giuste applicazioni aiutiamo l’organismo a recuperare la salute . Segue un richiamo alle correnti elettriche di cui abbiamo parlato nella parte teorica. Accanto alle correnti continue e a quelle alternate c’è anche un tipo di corrente detta pulsata che in generale è una corrente alternata particolare. Le caratteristiche e campi di applicazione delle correnti pulsate vengono descritta molto bene nel Trattato di estetica medica di cui allego qualche pagina Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 35 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 36 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 37 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 38 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 39 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 40 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 41 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 42 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da Trattato di estetica medica Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA pag 43 di 46 Ing. Francesco Chierico Tratto da sito web pag 44 di 46 DEPILAZIONE ED EPILAZIONE L'eliminazione dei peli può essere chiamata in due modi, depilazione ed epilazione. Per epilazione si intende l'asportazione del pelo fino al bulbo mentre per depilazione s'intende l'eliminazione fisica dei peli in superficie. I vari metodi utilizzati per la depilazione sono più o meno pratici, più o meno costosi e anche più o meno dolorosi. La scelta di uno o l'altro metodo varia da persona a persona, per esempio, la depilazione laser è utile per peluria folta e scura, mentre l'elettrodepilazione funziona su peli radi e grossi (anche biondi). Depilazione laser (epilazione definitiva) La depilazione laser è un trattamento che non si conclude dopo una sola seduta, il numero di sedute, una ogni circa 30 giorni, varia a seconda della dimensione della zona da trattare e i risultati cominciano a vedersi dopo la terza seduta. Elettrodepilazione (epilazione definitiva) L'elettrodepilazione sfrutta un ago per bruciare, tramite una scarica elettrica, la radice del pelo. E' una tecnica di epilazione molto efficace ma dolorosa e lenta, in genere bisogna bombardare il pelo 2 o 3 volte a seconda dei soggetti, ci sono però dei soggetti a cui basta sottoporre il pelo a trattamento una sola volta. Per le persone più insofferenti al dolore esistono vari antidolorifici come ad esempio l'EMLA, una crema anestetica che si usa solitamente per i bambini ed è anche molto utilizzata per i tatuaggi. Il costo dell'elettrodepilazione e di circa 1 euro al minuto, un trattamento per il viso dovrebbe aggirarsi intorno ai 150 euro. Ceretta (depilazione temporanea) La ceretta, anche se non definitiva, è abbastanza efficace ed è la soluzione ideale per chi non vuole spendere grandi cifre. La ceretta estirpa il pelo completamente lasciando solo la coppa generativa. Esistono diversi tipi di ceretta a caldo o a freddo, da utilizzare con strisce o senza. Per gli scaldacera è bene seguire i seguenti consigli • • • • • • Non accendere mai le apparecchiature senza aver inserito il barattolo di cera e le cartucce. Non utilizzare mai gli scaldacera su superfici bagnate La pulizia degli scaldacera deve essere effettuata sempre a macchina spenta. Le apparecchiature non devono essere immerse in acqua per la pulizia. Evitare che la cera utilizzata cada sulla manopola del termostato e nelle sue vicinanze: questo potrebbe determinare un funzionamento anomalo dell’apparecchiatura o bloccare la manopola stessa. Per pulire la spatola della cera non utilizzare il bordo esterno del barattolo ma il bordo interno della cera. Nello scaldacera per cartucce e barattolo è possibile lasciare vuoti e inutilizzati il vano delle cartucce o quello del barattolo, ma è necessario regolare la loro temperatura al minimo ruotando la manopola in senso antiorario fino a fine corsa. Crema depilatoria (depilazione temporanea) La crema depilatoria agisce chimicamente disgregando la cheratina che compone il pelo e la distrugge anche sotto la superficie sottocutanea. Considerando che il pelo ricresce di circa 0.4 mm al giorno, la crema depilatoria andrebbe riutilizzata dopo circa una settimana. Lametta (depilazione temporanea) Questo è sicuramente il metodo meno indicato per un effetto duraturo, la lametta rasa il pelo alla superficie quindi ricomparirà velocemente. Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico pag 45 di 46 Tratto da sito web COS'E' LA DEPILAZIONE LASER Il concetto della riduzione dei peli tramite terapia laser Nd:YAG o LUCE PULSATA è basata sulla teoria della fototermolisi selettiv.. Quindi se la durata dell'impulso è superiore al tempo di rilassamento termico del follicolo pilifero (approssimativamente tra 3 e 10msec) ma inferiore al TRT tempo del rilassamento termico della pelle (approssimativamente tra 10 e 50msec) si riesce ad ottenere un danneggiamento selettivo del follicolo attraverso l'assorbimento della luce da parte del cromoforo target (melanina) mantenendo intatto il tessuto circostante. La penetrazione del raggio laser aumenta all'aumentare della lunghezza d'onda. Le lunghezze d'onda utilizzabili per la depilazione sono comprese tra 600 e 1200nm . Quelle tra 600 e 700nm mostrano il maggior assorbimento da parte della melanina anche se con un danno termico all'epidermide superiore a quello provocato da lunghezze d'onda più lunghe. Per questo motivo sono preferibili le lunghezze d'onda più lunghe (laser Nd:YAG o Luce Pulsata) che penetrano maggiormente nel derma, riducendo l'interferenza da assorbimento della melanina epidermica. L'impulso del laser può distruggere solamente le radici che si trovano nella fase di crescita (anagen). In ogni regione del corpo si trova una percentuale differente di peli in fase di crescita, che si situa in media intorno al 60%. La densità dei peli diminuirà visibilmente dopo un paio di trattamenti ma, per una eliminazione completa, sono normalmente necessarie da 3 a 6 sedute, al ritmo di un trattamento ogni 4-6 settimane, raramente di più Laser è l'acronimo inglese di Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, ovvero Amplificazione di Luce tramite Emissione Stimolata di Radiazione. Componenti di un Laser: 1) Mezzo ottico attivo 2) Energia fornita al mezzo ottico 3) Specchio 4) Specchio semiriflettente 5) Fascio laser in uscita Questa sigla indica un dispositivo in grado di emettere un fascio di luce coerente e, generalmente, monocromatica, e (con alcune eccezioni) concentrata in un raggio rettilineo estremamente collimato. Inoltre la luminosità (brillanza) delle sorgenti laser è elevatissima a paragone di quella delle sorgenti luminose tradizionali. Queste tre proprietà (coerenza, monocromaticità e alta brillanza) sono alla base del vasto ventaglio di applicazioni che i dispositivi laser hanno avuto e continuano ad avere nei campi più disparati: l'elevatissima brillanza, data dal concentrare una grande potenza in un'area molto piccola, permette ai laser il taglio, l'incisione e la saldatura di metalli; la monocromaticità e coerenza li rende ottimi strumenti di misura di distanze, spostamenti e velocità anche piccolissimi, dell'ordine del millesimo di millimetro; sempre la monocromaticità li rende adatti a trasportare informazioni nelle fibre ottiche e per distanze lunghissime Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico Tratto da sito web pag 46 di 46 La classificazione dei laser è fatta in base alla potenza: Classe I (<1mW): Completamente innocui. Classe II (<4mW): Normalmente non sono in grado di arrecare danni alla vista (ad es. stampanti laser). Classe IIIa (<5mW): Possono danneggiare la vista se guardati tramite dispositivi ottici (ad es. puntatori laser). Classe IIIb (<500mW): L'esposizione diretta al raggio è sempre pericolosa per la vista e in grado di causare danni alla cute. Classe IV (>500mW): È pericolosa l'esposizione anche al raggio diffuso (laser industriali usati per il taglio dei metalli). Dispense – Fisica Applicata - ESTETISTA Ing. Francesco Chierico
