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Corso teorico pratico sulla corrente elettrica - parte 3

Raffaele Ilardo

L' ELETTRICITÀ
Corso teorico-pratico
Parte 3ª


Nella parte 2ª abbiamo detto che la corrente disponibile nalle prese delle nostre case è in realtà una corrente alternata, il cui valore varia in continuazione, passando da zero a un massimo e addirittura invertendo il senso di scorrimento. Siamo tutti abituati ad indicare la tensione di rete come "tensione a 220 V", ed in effetti tutti gli apparecchi nati per funzionare con la corrente di rete riportano come tensione di funzionamento il valore 220; perchè allora si usa attribuire questo valore ad una tensione che, in realtà (come si è visto nel grafico della lezione precedente) raggiunge valori massimi anche di 310 volt ?
multimetro o tester
Figura 1 - tester o multimetro
La spiegazione è questa: il valore comunemente indicato di 220 V è il cosiddetto "valore efficace" (una specie di valore medio), e, come dice il nome, è il valore che esprime la reale efficacia di una tensione sinusoidale. Tale valore viene determinato in base all'effetto termico che una certa corrente è in grado di produrre: supponiamo per esempio di alimentare con la nostra tensione alternata una stufetta; essa produrrà una certa quantità di calore, raggiungendo una certa temperatura, di cui prenderemo nota. Stacchiamo poi la stessa stufetta dalla rete a corrente alternata ed alimentiamola con una tensione continua; misuriamo il calore prodotto dalla stufa mentre, poco alla volta, aumentiamo il valore della tensione continua. Nel momento in cui ci accorgiamo che il calore prodotto è lo stesso che ottenevamo con la corrente alternata, abbiamo trovato quello che cercavamo: il valore che ha in quell'istante la tensione continua corrisponde esattamente al valore efficace della tensione alternata da cui siamo partiti.


Figura 2 - Come funzionerebbe una lampada se la corrente alternata di rete avesse una frequenza troppo bassa
Anche quando si prova a leggere il valore della tensione alternata con un apposito strumento (detto tester o multimetro: figura 1), la lettura che esso ci fornisce è sempre 220 volt, ovvero il valore efficace.
Ugualmente, se noi accendiamo una lampadina collegandola alla presa di 220 volt, la lampada fa la stessa luce che farebbe se funzionasse con una tensione continua di 220 volt. Questo succede perchè il filamento della lampadina, grazie alla sua inerzia termica, non può seguire le rapide variazioni dei valori di tensione, nè quando diventano zero, nè quando sono massimi, e quindi emette una luce media costante. Se la tensione di rete avesse una frequenza più bassa, per esempio inferiore ad 1 Hz, le nostre lampade si comporterebbero come quella di figura 2 (in effetti non sarebbe troppo confortevole!)
La corrente alternata ha dei pregi e dei difetti. E' facile per esempio da una tensione alternata ottenerne una di valore completamente diverso, più alto o più basso, a seconda delle necessità di utilizzazione: basta fare uso di un trasformatore (figura 3), un dispositivo di costruzione abbastanza semplice e dal rendimento elevato.
trasformatore
Figura 3 - piccolo trasformatore per elettronica
Così se voglio servirmi di un motore che funziona a 48 volt, e voglio utilizzare la tensione di rete a 220 volt, mi basta procurarmi un trasformatore 220/48 V, e il problema è risolto. D'altra parte, la tensione (e quindi la corrente) alternata non è adatta, per esempio, a far funzionare apparecchiature audio. Se una tensione alternata arriva ad un altoparlante, questo comincia immediatamente a produrre un caratteristico rombo, ovvero un suono a bassa frequenza, continuo, che non permette di udire altro. Quindi per alimentare un registratore, uno stereo, o qualunque apparecchiatura musicale, devo prima trasformare la corrente di rete in una corrente continua, che avendo un flusso lineare e costante non produce rumore e permette il regolare funzionamento dei circuiti audio, così come di qualunque apparecchiatura elettronica.

Adesso facciamo un piccolo passo indietro: riguardo le prese di corrente, ad esempio, non abbiamo parlato della funzione del foro centrale. Nell'impianto elettrico, il foro centrale delle prese risulta, come si dice comunemente, collegato "a terra" o "a massa". In realtà l'espressione è abbastanza vicina al vero; non si sbaglia dicendo che c'è un filo (cioè un cavo elettrico unico o unipolare) che parte dal foro centrale di ogni presa e va a finire nel terreno, proprio la terra dei giardini, quella dove camminiamo e piantiamo i fiori. Non si tratta di un filo semplicemente infilato nel terreno come una pianta e magari concimato, ma di qualcosa di molto vicino; in realtà si allestisce quella che viene chiamata "presa di terra", facendo uno scavo che viene riempito di sostanze in grado di ridurre la resistività del terreno e quindi di favorire la dispersione dell'elettricità. Abitualmente in questo filo, che parte dal foro centrale della presa, e che è quasi sempre di colore giallo e verde, non passa alcuna corrente; infatti si è detto che la corrente che alimenta i nostri utilzzatori esce da un foro della presa e rientra in quell'altro. Questo è vero quando tutto funziona regolarmente; ma supponete che, per esempio, all'interno di un ferro da stiro, un filo che porta la corrente si spelli o si bruci, perdendo anche in un solo punto lo strato esterno che lo isola. Se il filo di rame viene a contatto con la carrozzeria del ferro da stiro, la tensione di 220 V della presa viene ad essere presente su tutte le parti metalliche del ferro. A questo punto la povera stiratrice che tocca il ferro, magari con le mani bagnate, offre senza saperlo una nuova strada al passaggio della corrente: la corrente, invece di rientrare nel secondo foro della presa dopo aver attraversato le resistenze del ferro da stiro, trova magari più semplice attraversare il corpo della povera donna per continuare il suo percorso attraverso il pavimento. Se questo succede, ed in quale misura, dipende da tanti fattori: per esempio dal tipo di scarpe indossate dalla vittima e dal tipo di pavimento; si tratta comunque di un rischio da evitare. Come? Usando un terzo filo che collega l'involucro metallico del ferro da stiro col foro centrale della presa di corrente. In questo modo, se per disgrazia la tensione di rete viene ad essere presente sulle parti metalliche del ferro da stiro, la corrente scieglie per scaricarsi la strada più facile, ovvero quella di minore resistenza. Se l'impianto di terra a cui abbiamo collegato i fori centrali delle nostre prese è ben costruito, la sua resistenza sarà abbastanza bassa, per cui in presenza di dispersioni, una eventuale corrente sceglierà di scaricarsi attraverso di essa, e non più attraverso il corpo della povera casalinga che stira.
Quindi, se vi capita di sostituire o riparare il cavo di alimentazione di qualche apparecchiatura, specialmente se questa può essere usata con mani umide, prestate la massima attenzione a collegare correttamente il cavo di terra; anzi collegatelo per primo. Nei cavi di uso comune ci sono tre conduttori: in genere uno è blu, uno marrone e uno giallo-verde. E' il filo giallo-verde che dovete collegare alle parti metalliche dell'apparecchio (in genere c'è un morsetto da avvitare) e al contatto centrale della spina.
I CAVI CHE PARTONO DAI CONTATTI LATERALI DELLA SPINA NON DEVONO MAI ESSERE COLLEGATI ALLE PARTI METALLICHE DEGLI ELETTRODOMESTICI !
collegamento di una lampada alla reteNella figura viene illustrato il modo di collegare il cavo di alimentazione ad una lampada da tavolo: si utilizza un cavo (nella figura è di colore grigio) detto "tripolare", cioè che contiene al suo interno tre cavetti di diverso colore; per esempio: blu, marrone e giallo/verde. Quello giallo-verde deve essere collegato da una parte al contatto centrale della spina e, arrivato alla lampada, deve essere stretto sotto una vite, in modo da risultare a diretto contatto con le parti metalliche della lampada stessa (che nella figura sono colorate in viola). Gli altri due cavetti andranno collegati ai contatti laterali della spina, non importa da quale parte il blu e da quale il marrone, ed al portalampada, cioè a quel componente della nostra lampada da tavolo, dove avvitiamo la lampadina.

LE NOZIONI FORNITE IN QUESTE PAGINE HANNO UNO SCOPO PURAMENTE INFORMATIVO - NON SI CONSIGLIA, A CHI NON ABBIA LA NECESSARIA ESPERIENZA, DI EFFETTUARE RIPARAZIONI O MODIFICHE SU APPARECCHIATURE ELETTRICHE DESTINATE A FUNZIONARE CON LA TENSIONE DI RETE !


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