Corrente elettrica

La corrente elettrica è definita come il flusso ordinato di cariche elettriche in moto attraverso un materiale conduttore. Analiticamente viene definita come la quantità di carica elettrica che attraversa una determinata superficie nell’unità di tempo.

Come calcolare l’intensità di corrente elettrica

Si definisce intensità di corrente \(I\) il rapporto tra la quantità di carica \(Q\) che attraversa una sezione \(S\) del conduttore in un intervallo di tempo \(\Delta t\) e l’intervallo di tempo stesso:

\[I=\dfrac{Q}{\Delta t}\]

L’unità di misura dell’intensità di corrente elettrica, nel Sistema Internazionale, si definisce con l’ampère [A], corrispondente ad un coulomb al secondo, rappresenta la forza pari a \(2\cdot 10^{-7}\;N\) generata tra due conduttori rettilinei paralleli (ad una distanza reciproca di 1 metro) di lunghezza infinita e sezione circolare trascurabile, attraversati da corrente elettrica costante nel vuoto.

A seconda del tipo di conduzione tali cariche possono essere negative (elettroni o ioni negativi) o positive (ioni positivi). Solo in condizioni molto particolari si riscontrano correnti elettriche dovute a protoni. Le cariche elettriche scorrono senza impedimento all’interno dei conduttori, ossia è ipotizzata resistenza elettrica nulla.

Nell’immagine qui in alto possiamo vedere una rappresentazione del moto di cariche elettriche in un conduttore. Convenzionalmente è stato stabilito che il verso della corrente è quello delle cariche positive, e quindi opposto al verso del moto degli elettroni. Nello studio dei circuiti e delle reti elettriche, per ragioni storiche, si suppone che la corrente sia formata da cariche positive che si muovono all’interno di un circuito elettrico secondo un verso convenzionale, in realtà opposto a quello effettivo.

I generatori di tensione creano delle forze che costringono le cariche a muoversi lungo i conduttori e attraverso gli elementi circuitali che incontrano. Associato al moto delle cariche, si ha un flusso di energia elettrica da un elemento ad un altro, fino ad arrivare alla destinazione finale, che è rappresentata da un utilizzatore (dispositivo elettrico o elettronico di qualche tipo).

Corrente elettrica continua

La corrente continua è una delle due tipologie di corrente elettrica caratterizzata da un flusso di elettroni di direzione costante nel tempo; ossia gli elettroni fluiscono sempre nello stesso senso all’interno del circuito elettrico, quindi circoleranno sempre nello stesso verso.

In molti dispositivi la sigla per indicare la corrente continua è CC o DC (Direct Current), oppure si utilizza il simbolo di una linea continua con tre linee più corte sottostanti (vedi figura di seguito).

In un sistema in corrente continua, a differenza di uno in alternata, è molto importante rispettare il verso della corrente, ovvero la polarità. Esistono infatti nelle batterie un polo “positivo” e uno “negativo”, che devono essere correttamente collegati al carico per evitare guasti.

Corrente elettrica alternata

La corrente alternata (indicata con CA o AC dall’inglese: Alternating Current), si differenzia dalla corrente continua per il fatto di invertire (in modo alternato) la polarità elettrica continuativamente nel tempo. In altre parole, la corrente alternata inverte il polo positivo con quello negativo e viceversa, con un’alternanza che avviene con periodicità fissa (tipicamente 50 Hz o 60 Hz).

L’inversione di polarità però non avviene in modo repentino ma con una variazione progressiva secondo un andamento chiamato sinusoidale, nel quale il valore di corrente (e quindi di tensione) parte da zero e gradualmente aumenta in un determinato verso, raggiunge il suo valore massimo per poi diminuire fino a zero e riprendere nel verso opposto col medesimo andamento, quindi il ciclo si ripete. Le caratteristiche di variazione progressiva sopracitate derivano direttamente dalla struttura fisica dei generatori elettrici rotanti, che producono l’energia per l’attraversamento di campi magnetici rotanti.

Bibliografia

  1. Corrente continua. Wikipedia. https://it.wikipedia.org/wiki/Corrente_continua
  2. Corrente alterntata. Wikipedia. https://it.wikipedia.org/wiki/Corrente_alternata