Corrente continua

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August 11, 2022

La corrente continua (DC) è un flusso unidirezionale di carica elettrica. Una cella elettrochimica è un ottimo esempio di alimentazione CC. La corrente continua può fluire attraverso un conduttore come un filo, ma può anche fluire attraverso semiconduttori, isolanti o anche attraverso il vuoto come nei fasci di elettroni o ioni. La corrente elettrica scorre in direzione costante, distinguendola dalla corrente alternata (AC). Un termine precedentemente utilizzato per questo tipo di corrente era corrente galvanica. Le abbreviazioni AC e DC sono spesso usate per significare semplicemente alternata e diretta, come quando modificano la corrente o la tensione. La corrente continua può essere convertita da un'alimentazione in corrente alternata mediante l'uso di un raddrizzatore, che contiene elementi elettronici (solitamente) o elementi elettromeccanici (storicamente) che consentono alla corrente di fluire solo in una direzione. La corrente continua può essere convertita in corrente alternata tramite un inverter. La corrente continua ha molti usi, dalla ricarica delle batterie ai grandi alimentatori per sistemi elettronici, motori e altro. Quantità molto grandi di energia elettrica fornita tramite corrente continua vengono utilizzate nella fusione dell'alluminio e in altri processi elettrochimici. Viene utilizzato anche per alcune ferrovie, soprattutto nelle aree urbane. La corrente continua ad alta tensione viene utilizzata per trasmettere grandi quantità di energia da siti di generazione remoti o per interconnettere reti elettriche a corrente alternata.

Storia

La corrente continua è stata prodotta nel 1800 dalla batteria del fisico italiano Alessandro Volta, la sua pila voltaica. La natura di come scorreva la corrente non era ancora stata compresa. Il fisico francese André-Marie Ampère ipotizzò che la corrente viaggiasse in una direzione dal positivo al negativo. Quando il costruttore di strumenti francese Hippolyte Pixii costruì il primo generatore elettrico a dinamo nel 1832, scoprì che quando il magnete utilizzato passava le spire di filo ogni mezzo giro, provocava l'inversione del flusso di elettricità, generando una corrente alternata. Su suggerimento di Ampère, Pixii aggiunse in seguito un commutatore, un tipo di "interruttore" in cui i contatti sull'albero funzionano con contatti "a spazzola" per produrre corrente continua. La fine degli anni 1870 e l'inizio degli anni 1880 videro iniziare a produrre elettricità nelle centrali elettriche. Questi sono stati inizialmente istituiti per alimentare l'illuminazione ad arco (un tipo popolare di illuminazione stradale) funzionanti con corrente continua o alternata ad altissima tensione (di solito superiore a 3000 volt). Questo è stato seguito dall'uso diffuso della corrente continua a bassa tensione per l'illuminazione elettrica interna negli affari e nelle case dopo che l'inventore Thomas Edison ha lanciato la sua "utilità" elettrica basata su lampadine a incandescenza nel 1882. A causa dei vantaggi significativi della corrente alternata rispetto alla corrente continua nell'uso trasformatori per aumentare e abbassare le tensioni per consentire distanze di trasmissione molto più lunghe, la corrente continua è stata sostituita nei decenni successivi dalla corrente alternata nell'erogazione di potenza. A metà degli anni '50, è stata sviluppata la trasmissione di corrente continua ad alta tensione, ed è ora un'opzione al posto dei sistemi di corrente alternata ad alta tensione a lunga distanza. Per i cavi sottomarini a lunga distanza (ad esempio tra paesi, come NorNed), questa opzione CC è l'unica opzione tecnicamente fattibile. Per le applicazioni che richiedono corrente continua, come i sistemi di alimentazione della terza rotaia, la corrente alternata viene distribuita a una sottostazione, che utilizza un raddrizzatore per convertire la potenza in corrente continua.

Varie definizioni

Il termine DC viene utilizzato per riferirsi a sistemi di alimentazione che utilizzano una sola polarità di tensione o corrente e per riferirsi al valore medio locale costante, a frequenza zero o che varia lentamente di una tensione o corrente. Ad esempio, la tensione attraverso una sorgente di tensione CC è costante così come la corrente attraverso una sorgente di corrente CC. La soluzione DC di un circuito elettrico è la soluzione in cui tutte le tensioni e le correnti sono costanti. Si può dimostrare che qualsiasi forma d'onda di tensione o corrente stazionaria può essere scomposta in una somma di una componente continua e una componente variabile nel tempo a media zero; la componente DC è definita come il valore atteso, ovvero il valore medio del