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Tensione e corrente

7 marzo 2025 di
PHIL RIZZI
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Si è visto in precedenza come ciascuna delle parti coinvolte nell‘elettroformatura sia paragonabile ad un componente di un circuito in corrente continua, e come, ad esempio, se l‘anodo o il catodo non sono immersi nell‘elettrolita, il flusso della corrente si interrompa.

Infatti la quantità di corrente che scorre nel circuito è direttamente proporzionale al numero di cationi che vengono ridotti e depositati al catodo (1ª legge di Faraday sull‘elettrolisi).

Si è anche accennato al fatto che – in condizioni di continuità elettrica – la quantità di corrente che circola è direttamente proporzionale alla tensione, ma in base alla 1ª legge di Ohm (V=I·R) va considerata anche la resistenza.

La resistenza totale R può essere scomposta in:

  • Rp, che è la resistenza della parte metallica da elettroformare:

dove ρ è la resistività del nickel (Ω·m), che aumenta con la temperatura, L è la lunghezza della parte da elettroformare (m) e Ap è l‘area della sua sezione trasversale (m²);

  • Re, che è la resistenza dell‘elettrolita:


dove k è la conduttività elettrica della soluzione (S·m-1), d è la distanza tra i due elettrodi (m), e Ae è l‘area della sezione trasversale degli elettrodi (m²).

La conduttività dell‘elettrolita è direttamente proporzionale alla sua concentrazione ionica. Combinando le due formule precedenti, si possono identificare i fattori che contribuiscono a ridurre la resistenza e conseguentemente incrementare l‘efficienza, cioé far scorrere più corrente (e conseguentemente far depositare più cationi di metallo) a parità di tensione generata.

  • alta conduttività della soluzione (alta concentrazione di ioni);
  • breve distanza tra gli elettrodi;
  • struttura cristallina omogenea (assenza di saldature e punti freddi, soprattutto nei punti di contatto);
  • ampia sezione trasversale della parte da elettroformare;
  • ampia sezione trasversale degli elettrodi.

Occorre comunque prestare attenzione e restare entro certi limiti prestabiliti, in quanto un elettrolita troppo concentrato può generare una tensione eccessiva ai danni del catodo durante il processo di elettroformatura, "stressando" il deposito con tutti i rischi connessi, soprattutto quando è ancora molto sottile. La concentrazione suggerita è di 28°-35° Baumé.

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