Corrente alternata: onde sinusoidali

La corrente alternata (AC) è un tipo di corrente elettrica in cui il flusso di elettroni inverte la propria direzione periodicamente nel tempo.

Riportando in grafico il tempo in ascissa e la corrente o la tensione in ordinata si ottiene un andamento sinusoidale

L’intervallo di tempo che intercorre tra il raggiungimento di un determinato valore in due cicli successivi è detto periodo. Il numero di cicli o periodi al secondo è la frequenza misurata in Hertz.

Altre forme comuni di AC includono l’onda quadra e l’onda triangolare. Le onde quadre sono spesso utilizzate nell’elettronica digitale e di commutazione per testarne il funzionamento.

Le onde triangolari si trovano nella sintesi del suono e sono utili per testare l’elettronica lineare come gli amplificatori.

Onde sinusoidali

Si può descrivere un’onda sinusoidale come la funzione matematica:
V (t) = V_p  sen (2πft + φ)

Dove:
V(t) è la tensione in funzione del tempo
V_p  è l’ampiezza che descrive la tensione massima che l’onda può raggiungere e che è compresa tra – V_p  e + V_p
2π è una costante che converte la frequenza da cicli (in hertz) a frequenza angolare (radianti al secondo)
f descrive la frequenza dell’onda sinusoidale
t è il tempo che è la variabile indipendente
φ descrive la fase dell’onda sinusoidale ovvero la misura dello spostamento della forma dell’onda rispetto al tempo

Generazione

L’AC può essere prodotta utilizzando un dispositivo chiamato alternatore. Questo dispositivo è un tipo speciale di generatore elettrico progettato per produrre corrente alternata.

Un anello di filo è fatto girare all’interno di un campo magnetico, che induce una corrente lungo il filo. La rotazione del filo può provenire, ad esempio, da una turbina eolica, una turbina a vapore o un flusso d’acqua. Poiché il filo ruota ed entra periodicamente in una diversa polarità magnetica, la tensione e la corrente si alternano sul filo.

Vantaggi

Uno dei principali vantaggi della corrente alternata è che la sua tensione può essere modificata in modo semplice utilizzando un trasformatore che consente di trasmettere energia con tensioni molto elevate prima di essere ridotta a tensioni più basse per uso commerciale e residenziale. I trasformatori riducono al minimo la perdita di potenza nella trasmissione elettrica. Pertanto la corrente alternata, rispetto a quella continua, consente un minor consumo di energia