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La corrente continua (DC) e la corrente alternata (AC) hanno caratteristiche e simboli peculiari

Qual è la differenza tra corrente continua e corrente alternata? La corrente elettrica rappresenta un fenomeno caratterizzato dal movimento ordinato di cariche elettriche attraverso un conduttore, come il rame, il ferro, l’argento o lo zinco, che facilita il loro passaggio. Queste cariche possono essere sia negative, corrispondenti agli elettroni, che positive, rappresentate dai protoni. Il flusso delle particelle all’interno del circuito è innescato dalla differenza di potenziale, nota come tensione elettrica, tra un polo con una maggiore concentrazione di elettroni, detto polo negativo, e uno a minore potenziale, identificato come polo positivo.

Per ristabilire l’equilibrio nel sistema, gli elettroni iniziano a muoversi dal polo negativo verso il polo positivo. Questa direzione del movimento degli elettroni costituisce il verso della corrente elettrica. In sintesi, la corrente elettrica si manifesta quando avviene questo flusso di cariche elettriche attraverso un circuito, alimentato dalla differenza di potenziale tra i poli del sistema.

Significato e simbolo della corrente alternata e continua

Nel contesto dei sistemi di trasmissione dell’elettricità, si evidenziano due forme distintive: la corrente continua (DC) e la corrente alternata (AC), ciascuna con caratteristiche e simboli peculiari.

Corrente Continua (DC):

La corrente continua è caratterizzata da un flusso costante di cariche elettriche che si muovono in modo ininterrotto nella stessa direzione attraverso un conduttore. Questo flusso è ciclico e costante, e la tensione associata rimane stabile nel tempo. Il simbolo per la corrente continua è rappresentato da una linea continua (—), talvolta accompagnata da tre linee più corte (—) sotto, indicante la direzione costante del flusso di cariche.

Corrente Alternata (AC):

La corrente alternata segue un andamento sinusoidale, con un flusso di cariche elettriche che si inverte periodicamente. La tensione varia nel tempo in un movimento oscillatorio, passando da un massimo positivo a un massimo negativo. Il simbolo per la corrente alternata è rappresentato dalla sigla AC o dal simbolo (~), evidenziando la natura oscillante e alternante della corrente.

Le differenze fondamentali tra questi due tipi di corrente si riflettono nel funzionamento e nell’alimentazione degli apparecchi elettrici:

La corrente continua alimenta dispositivi con un flusso costante di cariche che si spostano sempre nella stessa direzione, garantendo una tensione stabile.

La corrente alternata, invece, utilizza un flusso energetico variabile e oscillante che si muove ciclicamente tra valori positivi e negativi. Questa alternanza crea cicli infiniti di variazione sinusoidale, generando una tensione alternata.

Storia sulla corrente alternata e continua

Alla fine del XIX secolo, Thomas Alva Edison introdusse la corrente continua, un fondamentale passo nello sviluppo dell’energia elettrica industriale. In quel periodo di avvio della distribuzione di energia elettrica, dispositivi come motori elettrici e lampadine a incandescenza trovavano nell’efficienza della corrente continua la loro soluzione ideale. La sua capacità di essere immagazzinata nelle batterie garantiva un approvvigionamento energetico costante.

Edison, pioniere nella vendita di energia elettrica, inizialmente non aveva a disposizione motori a corrente alternata. Tuttavia, la tecnologia ha rapidamente virato verso la corrente alternata, grazie all’invenzione di Nikola Tesla nel 1888. La corrente alternata si rivelò più vantaggiosa per la trasmissione di energia a distanza.

Attualmente, la corrente continua trova impiego in specifici contesti come gli elettrodotti, i cavi sottomarini e nell’alimentazione ferroviaria di alcune nazioni, nonché nei motori a corrente continua. La macchina a corrente continua, pionieristica nel campo delle macchine elettriche, conserva ancora la sua rilevanza. È utilizzata in numerosi motori di bassa potenza e in quelli impiegati per la trazione ferroviaria e marittima, con una potenza che può raggiungere diverse centinaia di kW.

Corrente Continua (CC):

La corrente continua, indicata come CC in italiano o DC (Direct Current) in inglese, rappresenta una grandezza elettrica con direzione e ampiezza costante nel tempo. Immaginando il flusso di elettroni come un canale d’acqua costante, la corrente continua scorre ordinatamente nella stessa direzione nel tempo. Questa tipologia di corrente è generata principalmente da pile e batterie, emettendo un valore stabile nel tempo. Di conseguenza, dispositivi come avvitatori, piccoli elettrodomestici, orologi, computer e impianti elettrici delle automobili funzionano tipicamente con corrente continua. Anche i pannelli fotovoltaici e le vecchie dinamo delle biciclette producono energia in corrente continua. Inoltre, alcuni sistemi di trazione ferroviaria utilizzano la corrente continua.

La corrente continua trova ampio impiego in vari settori, specialmente nell’elettronica. È il cuore energetico di dispositivi alimentati da pile e batterie, in grado di generare esclusivamente corrente continua a bassa tensione. Un esempio pratico è rappresentato dagli impianti elettrici delle automobili, dove la corrente continua, accumulata in batterie al piombo, proviene dall’alternatore e viene poi trasformata in continua.

Corrente Alternata (CA):

La corrente alternata, nota come CA in italiano o AC (Alternating Current) in inglese, indica invece una grandezza elettrica che inverte direzione e ampiezza nel tempo con frequenza costante. Questa variazione avviene seguendo un andamento sinusoidale, con polarità che cambia gradualmente. La corrente alternata è la forma d’onda tipica della funzione seno. Questa caratteristica deriva dai generatori elettrici rotanti utilizzati nelle centrali elettriche. Tuttavia, in Europa, la corrente alternata oscilla a 50 Hz, mentre negli Stati Uniti a 60 Hz. La rete elettrica, dalla generazione alla distribuzione, e la maggior parte degli elettrodomestici domestici operano in corrente alternata.

La corrente continua, inizialmente promossa da Thomas Edison, perse terreno a favore della corrente alternata, proposta da Nikola Tesla, nota per essere più efficiente nella trasmissione a lunga distanza. Attualmente, la corrente continua trova impiego in alcune situazioni specifiche, come negli elettrodotti ad alta tensione (HVDC) e nei cavi sottomarini per collegamenti a lunga distanza, evidenziato dal progetto SAPEI che connette elettricamente la Sardegna al Lazio.

La corrente alternata ha applicazioni più diffuse nella produzione e nel trasporto di elettricità ad alta tensione. La sua presenza è predominante negli impianti elettrici civili di residenze, uffici e negozi. Questa preferenza è guidata da ragioni economiche e tecniche. La corrente alternata è più adatta per il trasporto a lunga distanza e presenta costi inferiori. Le macchine utilizzate per generare corrente alternata, come gli alternatori, sono più convenienti, semplici e affidabili rispetto alle dinamo. Un vantaggio chiave è la possibilità di utilizzare trasformatori, dispositivi altamente efficienti, che consentono di regolare la tensione e risultano essenziali per il trasporto dell’energia elettrica.

Un altro esempio di utilizzo della corrente alternata è rappresentato dagli impianti fotovoltaici domestici. Attraverso l’uso di inverter, apparecchi elettronici che convertono la corrente continua generata dall’energia solare in corrente alternata, l’energia può essere utilizzata nelle abitazioni. Questo processo dimostra l’adattabilità e la versatilità della corrente alternata in molteplici scenari, contribuendo all’efficienza e alla flessibilità nell’utilizzo dell’energia elettrica.

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