Senza emozioni il tempo è solo un orologio che fa tic-tac
GENERALITA’ SULLE CORRENTI ALTERNATE
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
GENERALITA' SULLE CORRENTI ALTERNATE
Con riferimento alle definizioni finora esposte, si chiama
corrente alternata ogni corrente che varia nel tempo con
legge periodica alternativa.
Queste correnti hanno perciò il carattere essenziale di
invertirsi ad intervalli di tempo regolari e costanti, così da
percorrere il rispettivo circuito alternativamente in versi
opposti.
Ne risulta che ogni corrente di questo tipo deve essere
concepita, come un movimento di oscillazione assiale
nell'intero circuito del complesso di elettroni che parteci-
-pano alla conduzione.
L'intensità della corrente varia
perciò proporzionalmente alle velocità istantanee di questo
moto oscillatorio, aumentando prima da zero ad un
massimo e poi diminuendo fino a zero per invertirsi e
così via. Riportando le intensità istantanee successive in
un diagramma avente per ascisse i tempi,si ottiene così
una curva alternativa la quale definisce la forma d'onda
della corrente in esame.
Agli effetti pratici, le correnti alternate hanno il pregio di consentire la più completa e
razionale utilizzazione dei fenomeni di induzione elettromagnetica, in tutte le torme e
conseguenze possibili.
Del resto la stessa legge dell'induzione elettromagnetica esclude la possibilità di generare
una forza elettromotrice indotta diretta sempre netto stesso verso, se non ricorrendo
all'impiego di contatti striscianti: diversamente sarebbe necessario infatti che il flusso
induttore che va a concatenarsi col circuito indotto potesse illimitatamente aumentare senza
mai diminuire, ciò che è evidentemente assurdo.
In ogni altro caso se il flusso induttore aumenta prima fino ad un certo limite, per poi
diminuire, la f.e.m. indotta si inverte: d'altra parte se il processo d'induzione deve ripetersi
nel tempo con vicenda continua, esso risulta anche necessariamente periodico: vale a dire
che il flusso induttore che va a concatenarsi col circuito indotto varierà costantemente fra
due valori limiti prefissati i quali si ripetano indefinitamente a intervalli di tempo regolari e
costanti. In queste condizioni la f.e.m. indotta che ne consegue varia anch'essa con legge
periodica ed il suo valore nel corso di ogni periodo risulta necessariamente eguale a zero.
Si vede così che la legge dell'induzione elettromagnetica porta senz'altro a concepire delle
macchine elettriche in cui si generano precisamente delle f.e.m. alternate.
Nelle stesse macchine generatrici di corrente continua denominate dinamo, le f.e.m.che si
generano nei singoli conduttori dell'avvolgimento indotto sono ancora alternate: la tensione
continua ai morsetti viene ottenuta solo eseguendo il raddrizzamento di queste f.e.m.
alternate, opportunamente combinate, mediante contatti striscianti (spazzole) su un
complesso di lamelle isolate (collettore).
Si può affermare che le macchine a corrente alternata risultano in generale costruttivamente
e funzionalmente più semplici delle macchine a corrente continua:le correnti alternato offrono
in più la possibilità caratteristica di sfruttare il fenomeno della mutua induzione per
eseguirne la trasformazione da bassa ad alta tensione e viceversa, mediante macchine
statiche della massima semplicità e di alto rendimento(trasformatori).
Per queste ragioni gli impianti di produzione, trasporto e distribuzione dell'energia elettrica
sono tutti organizzati sull'impiego delle correnti alternate, fatta esclusione solo per alcune
applicazioni speciali per cui si rende indispensabile l'impiego delle correnti continue.
Le f.e.m. e le correnti alternate che vengono generate attraverso ai processi d'induzione
elettromagnetica possono assumere in generale delle forme d'onda anche assai diverse,
a seconda della legge di variazione del flusso in ciascun periodo.
È chiaro però che nella organizzazione industriale degli impianti a corrente alternata,
converrà fare in modo che tutti gli apparecchi utilizzatori, o più in generale tutti i singoli
componenti di un impianto elettrico complesso, si trovino a funzionare in condizioni simili,
e cioè con tensioni e correnti che seguano tutte una forma d'onda di uno stesso tipo.
Perché ciò accada è necessario che questa forma soddisfi, alle due condizioni seguenti:
•
Che eseguendo la somma di due o più grandezze omogenee di questa
forma si ottenga una grandezza risultante avente ancora la stessa forma.
•
Che applicando a questa forma alternativa l'operazione di derivazione
rispetto al tempo, si pervenga ancora ad una forma simile.
La prima condizione è necessaria in particolare perché la tensione ai capi di una
serie conservi una forma simile a quella delle tensioni intermedie e perché inoltre la
corrente totale convergente ad un nodo abbia la stessa forma delle correnti derivate.
La seconda condizione è necessaria in più perchè le f.e.m. di auto e di mutua induzione
conservino egualmente una forma simile a quella della corrente e perciò anche della
tensione impressa al circuito.
La sola forma d'onda alternativa che soddisfa insieme alle due condizioni sopra dette è la
forma sinusoidale.
Per questa ragione tutti gli impianti elettrici a corrente alternata sono industrialmente
organizzati, salvo le eccezioni inevitabili, su forme d'onda sinusoidali: fenomeni che
possono alterare questa forma sono considerati perturbatori e come tali vengono
possibilmente combattuti e repressi.
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