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LA CORRENTE ALTERNATA
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
LA CORRENTE ALTERNATA -Parte 1
Questo è un argomento molto importante .
Si può pensare che quando parlo di corrente alternata
(AC ) , stia parlando l'alimentazione elettrica domestica .
È vero , l'alimentazione elettrica domestica è in AC,
così come è il segnale di un trasmettitore radio .
L' unica differenza è la frequenza di questa "alternanza".
La Legge di Faraday
Quando esiste un movimento relativo tra un
conduttore ed un campo magnetico viene
indotta una FEM nel conduttore .
Questa è una legge molto importante . Spenderemo un
pò del nostro tempo per cercare di capirla a fondo.
Quello che Faraday ha scoperto è stato un modo di produrre "pressione elettrica" ( tensione
o FEM, forza elettro-motrice ) da un campo magnetico .
La legge di Faraday richiede che esista un moto relativo . Ciò significa che ci deve essere
movimento tra conduttore e il campo magnetico . Questo non significa nè che solo il campo
magnetico debba muoversi e nemmeno che solamente il conduttore debba muoversi.
Purché ci sia moto relativo tra il campo magnetico e il conduttore, una tensione sarà indotta
nel conduttore .
In pratica, ciò significa che il conduttore può essere fermo e il campo magnetico deve essere
spostato rispetto ad esso . In alternativa, il campo magnetico può essere stazionario e il
conduttore spostato attraverso di esso
Un esperimento
Immaginate un tubo di cartone . Io ho usato con successo il tubo di cartone da un rotolo
vuoto di carta igienica .
Il tubo viene avvolto con almeno 50 spire di un conduttore isolato.
Quindi, in realtà noi hanno fatto una semplice bobina.
Alle due estremità della bobina colleghiamo un voltmetro .
Noi non abbiamo ancora discusso gli strumenti di misura, ma
penso che mi si possa credere se dico solo che è uno strumento
con un ago, che indica se la tensione è presente.
In realtà ho usato un particolare tipo di voltmetro chiamato Galvanometro , che è solo un
voltmetro normale , ma invece dell'ago ( indice ) del misuratore che abbia lo da zero (ed
il suo punto di riposo) a sinistra , il suo zero è centrata nel bel mezzo della scala .
Il vantaggio di questo Galvanometro è che l'ago dello strumento può deviare a sinistra od
a destra dal centro, a seconda della polarità della tensione da misurare, posta ai sui capi .
Così eccoci qui con un galvanometro collegato alla bobina
sul rotolo della carta da toilette bobina. Ora immaginate di
prendere un magnete permanente, una barra magnetica ed
inserirla rapidamente nel centro della bobina.
Come si inserisce il magnete l'indice del galvanometo
devierà in una direzione e quando il magnete si ferma l'ago
tornerà a zero .
Hai ancora il magnete introdotto all'interno della bobina
avvolta sul rotolo di carta igienica .
Ora tira rapidamente fuori il magnete fuori e vedrai l'indice dol galvanometro deviare di
nuovo, indicando una tensione ai capi della bobina, tuttavia questa volta la deflessione sarà
nella direzione opposta a quando abbiamo inserito il magnete .
Quello che abbiamo fatto è aver dimostrato la legge di induzione di Faraday.
Quando noi abbiamo inserito la barra magnetica all'interno della nostra bobina, abbiamo
prodotto un movimento relativo tra le spire del conduttore della bobina e il campo magnetico,
proprio della barra magnetica.
Quando il magnete si è mosso e dopo ha smesso di muoversi , il moto relativo si è fermato e
la tensione indotta è caduta a zero nuovamente . Quando abbiamo estratto il magnete dalla
bobina, abbiamo creato un nuovo moto relativo, ma poiché il magnete veniva estratto
anziché venir inserito, quindi si muoveva nella direzione opposta, la polarità della tensione
indotta era di segno opposto e l'ago del galvanometro era deviato conseguentemente allo
opposto di prima.
Ora, se ti è capitato di aver fatto l'elettromagnete di cui abbiamo discusso in una pagina
precedente , è possibile inserire quell'elettromagnete all'interno della bobina rotolo di carta
igienica .
Se quindi eccitiamo l' elettromagnete applicando una tensione ad esso, il campo magnetico
generato indurrebbe una tensione nella nostra bobina avvolta sul rotolo di carta igienica .
Dopo una istantanea deviazione dell'ago del galvanometro, dovuta alla "novità" della
variazione del campo magnetico, la tensione indotta cadrebbe a zero, anche se
nell'elettromagnete scorre ancora corrente.
Ora, se scolleghiamo la tensione dall'elettromagnete , il campo magnetico da esso prodotto
nell'intorno crollerebbe ( movimento relativo ) e per pochi istanti una tensione verrebbe
indotta nella bobina.
Non lo sai, ma hai appena dimostrato il funzionamento di un dispositivo che vedremo a breve,
chiamato trasformatore .
L'AMMONTARE DELLA TENSIONE INDOTTA
Quanta tensione è indotta con il nostro esperimento nella bobina è determinato dal
numero di spire costituente la bobina , la forza del magnete che usiamo e la velocità
del moto relativo .
Naturalmente, se saremmo stati in grado di continuare a spostare la nostra barra magnetica
dentro e fuori la bobina ad alta velocità, senza fermarsi, avremmo ottenuto continuamente
una tensione indotta.
Ricordate come l'ago del galvanometro veniva deviato prima da una parte e poi dall'altra .
Questo perché quando viene inserito il magnete , la tensione indotta aveva una polarità
(negativa o positiva) e quando il magnete viene ritratto la polarità si invertiva.
Questa è UNA TENSIONE ALTERNATA.
Una tensione alternata è una tensione che
cambia periodicamente polarità.
Se colleghiamo una tensione alternata a un circuito avremo una CORRENTE ALTERNATA .
Questa è una corrente che fluisce nel circuito prima in un senso e poi nell'altro senso .
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