Ma come funziona?
Un moto ordinato di elettroni in una certa direzione costituisce una corrente elettrica.
Una corrente elettrica per fluire necessita di un conduttore elettrico, formato da un reticolo di cationi (ione con carica+) in cui è possibile il movimento degli elettroni. Nei conduttori il moto degli elettroni è casuale pertanto questi hanno una velocità media nulla, è necessario che agisca un campo elettrico che genera tra due punti del conduttore una differenza di potenziale che induce gli elettroni a muoversi al fine di ristabilire l'equilibrio dando così origine alla corrente. Il movimento di queste cariche è caratterizzato dalla velocità di deriva, una velocità costante proporzionale al campo elettrico, da cui dipendono altre due grandezze: l'intensità di corrente e la densità di corrente. L'intensità di corrente è la quantità di carica che attraversa una superficie in un certo periodo di tempo, la densità ,invece, è la corrente che attraversa l'unità di superficie perpendicolare alla direzione del moto delle cariche.
Nel caso della corrente continua questo flusso di elettroni è costante nel tempo e circola sempre sulla stessa direzione. Si pensi ad esempio ad un circuito alimentato da una batteria: questa è costituita da una carica polarizzata positiva e da una negativa che restano invariate nel tempo e gli elettroni che attraversano il circuito si spostano sempre nella stessa direzione per andare ad alimentare il carico che ,ad esempio, potrebbe essere costituito da una lampadina.
Nel caso della corrente alternata il flusso di elettroni inverte la propria direzione con un'alternanza che avviene a una frequenza fissa (in Italia 50 Hz). Questa inversione non avviene in modo repentino ma ha un andamento sinusoidale, nel quale il valore di corrente parte da zero, aumenta in un determinato verso, raggiungere un massimo per poi diminuire fino a zero e riprendere nel verso opposto con il medesimo andamento, quindi il ciclo si ripete. Queste caratteristiche di variazione progressiva derivano direttamente dalla struttura fisica dei generatori elettrici rotanti (alternatori) , che producono energia per l'attraversamento dei campi magnetici rotanti e dalle leggi di induzione elettromagnetica. La forza elettromotrice prodotta da un alternatore ha forma: dove è il valore massimo della forza elettromotrice, quindi l'ampiezza dell'oscillazione, la pulsazione e Φ la fase.
La corrente alternata deve avere la stessa forma: Una
Una grandezza sinusoidale ha valore nullo lungo tutto un periodo T ().
Ciò che può essere misurato è il suo valore efficace: dalla quale di ottiene un valore
dalla quale di ottiene un valore efficace (), legata al suo valore massimo :
Una delle macchine che utilizza corrente alternata è il motore elettrico a spazzole, dove durante la rotazione, il sistema costituito dalle spazzole e dal collettore commuta l'alimentazione elettrica in modo che il campo magnetico dello statore e quello del rotore non raggiungano mai l'allineamento perfetto, in tal modo si ottiene la continuità di rotazione.
Curiosità:
In Italia la frequenza utilizzata è di 50Hz perchè in questo modo il periodo di oscillazione T è di 0.02s , intervallo di tempo entro cui l'intermittenza della luce non è visibile all'occhio umano.
Fonti:
(Mazzoldi,Nigro,Voci 2020): P.Mazzoldi, M.Nigro, C.Voci:" Elementi di Fisica; Elettromagnetismo e Onde"EdiSES università (2020)
(Wikipedia): Corrente alternata; https://it.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternata<ultimo accesso 15/11/2021>
(Campoelettrico): Corrente continua o alternata?Differenza Grafico e storia; https://campoelettrico.it/blog/p-corrente-alternata-continua-differenza<ultimo accesso 15/11/2021>
(Aceaenergia):Corrente continua e alterenata le principali differenze;
https://www.acea.it/guide/corrente-continua-e-alternata<ultimo accesso 15/11/2021>
Commenti
Posta un commento