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lunedì, 6 Luglio, 2020

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Corrente alternata ed alta tensione: come si trasporta l’elettricità

Perché la trasmissione di energia elettrica avviene ad alta tensione e bassa intensità di corrente, e non al contrario? (La potenza impiegata, che è uguale al prodotto di tensione e corrente, sarebbe la medesima in entrambi i casi). Perché si usa la corrente alternata (CA) e non quella continua (CC)? Perché gli uccelli appollaiati su un filo dell’alta tensione non vengono folgorati?

Corrente Continua e Corrente Alternata – Accenni

Quando l’elettricità viaggia attraverso i cavi, una sua parte si disperde sotto forma di energia termica e tale dispersione è pari al prodotto della resistenza del cavo per il quadrato dell’intensità di corrente. Per questo, se si vogliono contenere le perdite e se si desidera poter trasmettere una certa potenza, è opportuno tenere bassa la corrente e molto alta la tensione: in America, per esempio, un valore tipico è 765000 V. Quando la corrente esce dalla linea ad alta tensione per entrare nelle nostre case, un trasformatore ne abbassa la tensione e ne innalza l’intensità. Alla fine del XIX secolo, negli Stati Uniti, la prima società elettrica a distribuire energia al pubblico fu la Edison, fondata dall’omonimo famoso inventore, che utilizzava corrente continua (CC). Qualche anno più tardi gli si affiancò George Westinghouse, che invece forniva un servizio in CA. La competizione tra i due fu così aspra e feroce che prese il nome di “battaglia delle correnti“. Una battaglia che di fatto si trasformò in uno scontro tra le due menti più brillanti dell’epoca, Thomas Edison e Nikola Tesla (quest’ultimo aveva anche lavorato alle dipendenze di Edison, ma i due avevano ben presto litigato) e che andò avanti per anni senza esclusione di colpi. Alla fine prevalse la corrente alternata, per motivi soprattutto pratici. Grazie all’uso dei trasformatori, le linee in CA consentivano il trasporto di energia a distanze molto grandi. In tal modo un singolo impianto di produzione era in grado di alimentare decine di villaggi e città. La CC, invece, richiedeva la prossimità tra produzione e utenza (per avere una buona copertura, Edison avrebbe dovuto costruire una centrale ogni 4 o 5 km, il che era certamente poco pratico).

Come fanno quindi gli uccelli a sopravvivere?

corrente alternata corrente continua uccello
Una rappresentazione schematica di un episodio di vita quotidiana. Un uccello è appollaiato su un filo dell’alta tensione, come fa a non essere folgorato?

Un uccello può stare appollaiato su un cavo ad alta tensione senza subire conseguenze perché la resistenza del suo corpo è maggiore di quella del filo che passa tra le zampe e per via delle sue piccole dimensioni, per cui la corrente che lo percorre ha una bassa intensità.
Su una linea in cui scorre corrente alternata a 50 hertz, in ogni istante la tensione varia seguendo una sinusoide molto lunga (rossa in figura), con una lunghezza d’onda di circa 6000 km. Di conseguenza, le due zampe dell’uccello non si trovano allo stesso potenziale elettrico. Questa differenza di potenziale genera una corrente attraverso il corpo del volatile, la cui intensità, però, è trascurabile. Infatti, la differenza di potenziale, essendo direttamente proporzionale alla distanza tra le zampe (molto piccola) e inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda (molto grande), è decisamente bassa (pari al massimo a qualche millivolt). Nulla che possa fulminare l’uccello.

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Vincenzo Giordanohttp://vincenzo-giordano.blogspot.it
Nato nel 1971 e residente a Bari, è professore a contratto presso il Politecnico di Bari e professore di ruolo di Matematica presso il Liceo Scientifico Statale "E. Fermi" di Bari.