Tipi e correnti di tensione: corrente alternata - corrente continua - corrente trifase

Cavo di alimentazione a cinque conduttori © Demarco, stock.adobe.com

In poche parole: l'elettricità non è altro che il trasporto di portatori di carica elettrica. La corrente scorre non appena vi è una connessione conduttiva tra una fonte di alimentazione e un consumatore, chiamata circuito. La direzione del flusso di corrente è sempre da più a meno. La grandezza fisica che misura la corrente elettrica è l'intensità della corrente elettrica (simbolo I), l'unità è l'Ampere (A).

Circuito semplice © Heinz Kerp

La tensione elettrica è necessaria affinché l'elettricità possa fluire. La tensione è cioè la capacità di spostare i portatori di carica elettrica. In termini semplici e analoghi al circuito, la tensione caratterizza la "forza" del generatore.

Circuito semplice © Heinz Kerp

Ad esempio, se i due poli di una presa sono collegati tra loro da un consumatore elettrico, l'elettricità fluisce. Quanto è grande l'intensità di corrente dipende dalle dimensioni della tensione e dal consumatore, che viene indicato come resistenza elettrica.

La quantità fisica di tensione elettrica ha il simbolo U ed è specificata nel sistema internazionale di unità in volt (V). La resistenza elettrica ha il simbolo della formula R e ha l'unità ohm (Ω).

La dipendenza della corrente dalla tensione è mostrata nella formula:

Corrente = tensione / resistenza

I = U / R

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Corrente alternata e tensione alternata

Abbiamo bisogno di elettricità ovunque, ma quasi nessuno sa se sta utilizzando un dispositivo con corrente o tensione continua o alternata. Ciò che di solito proviene dalla presa è la corrente alternata e la tensione alternata. Entrambi sono caratterizzati da un cambio di direzione nel trasporto dei portatori di carica elettrica. Differiscono dalla corrente continua o dalla tensione continua in quanto entrambi cambiano regolarmente direzione in modo che i valori positivi e negativi si completino a vicenda. Mediamente nel tempo la corrente e la tensione risultano quindi nulle. La frequenza con cui cambia la direzione è specificata in Hertz. In Europa è di 50 Hertz, il che significa che la direzione cambia 100 volte al secondo, 50 volte in ciascuna direzione.

La frequenza della rete elettrica in Europa è di 50 Hertz

in corrente alternata e in tensione alternata © Heinz Kerp

La corrente alternata e la tensione alternata hanno il vantaggio di essere entrambe facili da generare e trasportare. Di norma, a questo scopo viene utilizzato un generatore, che genera corrente e tensione ruotando costantemente un anello del conduttore in un campo magnetico statico. Questa tecnica è molto facile da implementare.

Generatore trifase © Heinz Kerp

I generatori sincroni trifase sono utilizzati dappertutto nelle centrali elettriche della rete elettrica pubblica. Il circuito del conduttore si sposta oltre tre magneti sfalsati spazialmente di 120 gradi, in modo che con una rotazione si generino anche tensioni o correnti sfalsate di 120 gradi.

Corrente trifase o ad alta tensione

A rigor di termini, "corrente forte" o "corrente trifase" è una tensione alternata trifase basata su tre correnti alternate interconnesse che consentono il trasporto di energia elettrica nella rete. Come già accennato, per poter trasportare l'elettricità, è richiesto un certo valore di tensione. Nel caso si debbano coprire lunghe distanze viene utilizzata l'alta tensione che, per la sua efficienza, permette di trasportare l'energia dalla centrale a reti anche molto distanti. La corrente ad alta tensione passa attraverso vari processi di trasformazione fino a raggiungere l'abitazione con una tensione di 230 volt o 400 volt.

Collegamento del forno elettrico e del piano cottura © Andrey Popov, stock.adobe.com

Da un punto di vista tecnico, un generatore è dotato di tre campi magnetici, che sono disposti in cerchio - da qui il termine corrente alternata trifase. Ciò si traduce in tre tensioni alternate analoghe alle correnti alternate, che richiamano la loro prestazione in momenti diversi e quindi generano una prestazione eminente.

Corrente alternata trifase e tensione alternata trifase © Heinz Kerp

La rete elettrica pubblica funziona con elettricità trifase. Se una casa è collegata alla rete elettrica pubblica, quattro cavi arrivano nella casa. C'è un cavo ciascuno per le tre fasi e un conduttore neutro. Una fase è sufficiente per la maggior parte dei dispositivi in casa o in appartamento. Solitamente solo la stufa elettrica necessita delle tre fasi.

Collegamento domestico con collegamento in corrente alternata trifase alla rete elettrica pubblica

Corrente continua e tensione continua

Molti dispositivi elettrici come radio, televisori o smartphone funzionano con corrente continua © Andrey Popov, stock.adobe.com

A differenza della corrente alternata o della tensione alternata con i suoi cambi di direzione costanti e regolari con valori alternati positivi e negativi, la corrente continua mantiene sempre la stessa polarità. La tensione CC ha un valore istantaneo che non cambia per un periodo di osservazione più lungo. Ha sempre lo stesso segno e la stessa quantità.

Corrente mista e tensione mista

La corrente continua o la tensione continua nota dalla vita di tutti i giorni è solitamente una corrente alternata o una tensione alternata dalla presa che viene rettificata. Questo viene fatto tramite un raddrizzatore che è già stato installato nel consumatore.

La corrente o la tensione generata dai generatori elettrici nelle centrali elettriche è una tensione alternata. Da questo può essere generata tensione continua mediante raddrizzatori. Questo crea una tensione mista, il cui valore medio è indicato come tensione CC. Con condensatori di livellamento, con correnti maggiori o con alimentatori con clock con bobine a monte, la componente AC sovrapposta può essere notevolmente ridotta. Ciò che rimane è una piccola ondulazione residua.