Io voglio morire giovane ad una matura anzianità.
LA CORRENTE ALTERNATA (3)
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
Nelle pagine precedenti abbiamo visto come una corrente
alternata , o tensione , può essere prodotta utilizzando
un generatore.
Andiamo adesso a guardare più da vicino la forma d'onda
di questa tensione alternata.
Ricorda che la tensione inizia da zero , cresce fino ad un
massimo per poi tornare a zero.
La polarità della tensione poi si inverte, aumenta fino ad
un massimo di nuovo e poi cade di nuovo a zero .
Questo è un ciclo .
Quanti cicli in un secondo abbiamo, viene chiamata
frequenza e si misura in Hertz .
Ora la forma dell'onda di un generatore è chiamato onda
sinusoidale.
Quando stavo imparando ho trovato il concetto di
sinusoide un po 'difficile , quindi ho intenzione di
facilitarvi il compito.
Un'onda sinusoidale è la rappresentazione grafica della corrente alternata o tensione
tracciata in funzione del tempo .
La forma d'onda sinusoidale
La forma d'onda di una tensione o di una
corrente AC è un'onda sinusoidale .
Una tensione AC può essere introdotta su un
oscilloscopio e il suo schermo visualizzerà una
forma d'onda come quella riportata a destra,
dove sull'asse verticale, viene disegnato il valore
della tensione, mentre sull'asse orizzontale viene
riportato il tempo.
Questo è il modo vedrete l'onda sinusoidale come viene rappresentata nella maggior parte
dei libri di testo. Il positivo ed il negativo possono creare un po 'di confusione .
Basti pensare positivo come flusso di corrente in una direzione e negativo come flusso di
corrente nella direzione opposta . Quanti cicli vengono visualizzati dipendono dalla scala
temporale sull'asse orizzontale . Su un oscilloscopio gli assi orizzontale e verticale sono
calibrati con precisione nel tempo e tensione . Così possiamo effettivamente leggere cose
come il valore della tensione in un qualsiasi momento del ciclo e possiamo determinare la
frequenza in Hertz (numero di cicli al secondo ) .
La forma della tensione AC che la rete elettrica ci porta in casa si è un'onda sinusoidale .
Un segnale radio trasmesso, senza modulazione , è anch'esso un'onda sinusoidale .
Ora un ciclo , o se volete, la completa rivoluzione della bobina all'interno di un campo
magnetico, è a 360 gradi .
Gradi
Seno
Tensione
0
0
0
30
0,500
50% del massimo
45
0,707
70,7% del massimo
60
0,866
86,6% del massimo
90
1,000
Massimo positivo
180
0
Zero
270
-1,000
Massimo negativo
360
0
Zero
Nella tabella sopra esposta compare un valore "seno" che è da riferirsi ad un valore
trigonometrico dell'angolo ( a tal riguardo vi rimando alla sezione matematica di
questo sito), da cui deriva la parola "sinusoide".
Nella tabella soprastante sono riportati i valori della tensione o corrente per qualsiasi
sinusoide alle diverse parti del ciclo .
VALORI DI TENSIONE PER UNA SINUISOIDE
Supponiamo che tu stia comprando energia elettrica da Edison o da Tesla .
Entrambi hanno la stessa carica di energia (kWh). Tuttavia, Edison dice che vi fornirà 100 volt
in corrente continua ( DC) , nessuna onda sinusoidale arriva da lui.
Ti offre di fornirti 100 volt proprio come si otterrebbe da una batteria . Senza inversioni di
corrente . Tesla invece ti offre 100 volt AC .
Da chi si compra l'energia elettrica ?
Bene l'offerta di Edison è molto semplice . Tesla invece offre un' onda sinusoidale e
tu vorresti fare più domande poichè la sua azienda dice che ti stavano solo proponendo di
fornirti 100 volt .
Quando è 100 Volt ? Al valore di picco di ciascun semiciclo ?
Il che significherebbe che potremmo usufruire di 100 volt solo per un breve momento, solo
due volte nel corso di ogni ciclo . Esiste questo problema ?
Certo che esiste. Se foste in pieno inverno davanti ad una stufa elettrica, ci vorrebbero
100 volt per tutto il tempo e non solo per un breve periodo ogni mezzo ciclo .
100 Volt AC di picco non produrranno lo stesso effetto di riscaldamento a 100 volt DC .
Quindi ci deve essere un modo che ci permetta di confrontare le due forniture di energia,
CA e CC, in termini di effetto di riscaldamento .
Si può trovare dalla matematica, oppure sperimentalmente, che l'effetto riscaldante
equivalente di una forma d'onda sinusoidale rispetto al DC è 0.707 del suo valore di picco .
Questo valore è noto come la radice quadrata del valore medio, o valore efficace RMS, appena
scritto.
Quindi, se Tesla ti fornisce 100 Volt di picco , il valore effettivo di riscaldamento
equivalente sarebbe : 0.707 x 100 = 70,7 volt RMS ,
nel qual caso si dovrebbe andare per l'affare di Edison .
Il valore medio di un'onda sinusoidale è : Valore di picco x 0,637
Da dire che non ho mai trovato un impiego pratico per questo valore.
A volte una tensione AC è data come Tensione Picco-Picco . Quindi, se la massima
tensione di picco era 100 volt , il valore picco picco sarebbe di 200 volt, ancora una volta,
è giusto sapere che non ho mai trovato un impiego del valore di picco-picco.
La vostra fornitura domestica di energia elettrica è di 240 volt RMS . Ciò significa
che fornisce lo stesso calorico come 240 Volt CC .
Qual è il valore di picco della corrente domestica di alimentazione in Australia?
RMS = 0.707 x Tensione di picco
Facciamo la trasposizione per Picco dividendo entrambi i lati per 0.707
Picco = RMS/0.707 = 240/0.707 = 339,46 Volt
Quindi due volte durante ogni ciclo di tensione di rete per uso domestico raggiunge
effettivamente i 339Volt .
Quante volte un secondo la tensione di rete raggiunge i 339 volt ?
Poichè la frequenza della rete domestica è di 50 Hertz, ci sono 50 cicli al secondo e due picchi
durante ogni ciclo , quindi la tensione di rete raggiungerà 339 volt 100 volte ogni secondo .
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