In breve: I circuiti elettrici si comportano in modo diverso se la corrente è continua o alternata. Cambiano grandezze, componenti e calcoli.
Introduzione semplice
Un circuito è un percorso chiuso dove scorre la corrente elettrica. La corrente può essere di due tipi principali.
La corrente continua (c.c.) scorre sempre nello stesso verso. La trovi nelle pile e nelle batterie del telefono.
La corrente alternata (c.a.) cambia verso molte volte al secondo. È quella che arriva dalle prese di casa.
Spiegazione principale
Nei circuiti in c.c. la tensione e la corrente restano costanti nel tempo. Vale la legge di Ohm: V = R · I.
Qui contano solo i resistori. Condensatori e induttori, a regime, si comportano in modo particolare. Il condensatore si carica e poi blocca la corrente. L'induttore, invece, si comporta come un filo.
Nei circuiti in c.a. la tensione varia nel tempo, spesso con forma sinusoidale. In Italia la frequenza di rete è 50 Hz.
In c.a. entrano in gioco nuovi effetti. Il condensatore e l'induttore offrono una resistenza chiamata reattanza. La somma degli effetti si chiama impedenza (Z).
La corrente e la tensione possono non essere più "in fase". Cioè raggiungono il massimo in momenti diversi. Questo sfasamento si misura con un angolo.
Esempi / come si fa
Esempio 1: una lampadina collegata a una pila da 9 V con resistenza 100 Ω. La corrente vale I = V / R = 0,09 A. È un circuito in c.c.
Esempio 2: lo stesso resistore collegato alla presa di casa (230 V c.a.). La corrente efficace vale circa 2,3 A. Qui usiamo i valori efficaci, non i picchi.
Esempio 3: un motore elettrico domestico. Contiene avvolgimenti che si comportano come induttori. Per questo in c.a. mostra uno sfasamento tra tensione e corrente.
Per studiare un circuito in c.a. si usano i numeri complessi o i diagrammi vettoriali. Aiutano a sommare grandezze sfasate.
Parole difficili
- Tensione: differenza di potenziale che spinge le cariche elettriche, misurata in volt.
- Reattanza: opposizione al passaggio della c.a. data da condensatori o induttori.
- Impedenza: opposizione totale al passaggio della corrente alternata in un circuito.
- Frequenza: numero di oscillazioni al secondo della corrente alternata, in hertz.
- Sfasamento: ritardo o anticipo tra le onde di tensione e di corrente.
- Valore efficace: valore equivalente in c.c. che produce lo stesso effetto termico.
Riferimenti
- Norma: Riordino degli istituti tecnici
- Obiettivo formativo coperto: ob.tecnico-meccanica-meccatronica-energia.sistemi-e-automazione.cl3.elettrotecnica.02