Cos'é l'Alta Tensione?
La tensione
Quella che normalmente si chiama tensione o voltaggio e viene misurata in volt (es. 12v, 1.5v) è una grandezza fisica che in elettrostatica si chiama differenza di potenziale tra A e B, ovvero d.d.p. La differenza di potenziale si definisce come l'integrale del capo elettrico lungo un percorso qualsiasi tra A e B. Questa definizione vale quando i campi sono stazionari, ovvero non variano nel tempo. In generale non si può parlare di potenziale e l'analogo della d.d.p. è la forza elettromotrice, f.e.m. Essa è presente in qualsiasi circuito non superconduttivo dove circola una corrente ed è definita come l'integrale della forza per unità di carica che consente alla corrente di mantenersi. Per i nostri scopi, la differenza concettuale non è essenziale e si può confondere entrambe le definizioni con il termine tensione.
La d.d.p. però rappresenta anche il potenziale elettrico di un punto, ovvero l'energia potenziale elettrica che avrebbe una carica positiva unitaria posta in quel punto. Questa definizione ci fa comprendere la stretta relazione esistente tra la d.d.p. e l'energia di un circuito elettrico. Ogni circuito elettrico è caratterizzato da una sua resistenza, ovvero da una difficoltà intrinseca che la corrente incontra nel percorso. In condizioni normali di temperatura e corrente (ovvero in presenza di valori non eccessivamente bassi né eccessivamente alti, ed in particolare di quei valori che incontriamo tutti i giorni) si può dire che la corrente, ovvero la quantità di elettroni che passano in un secondo è pari al rapporto tra la d.d.p. e la resistenza. La potenza dissipata dal sistema è quindi data dal prodotto tra la corrente e la d.d.p.
Bisogna notare che si utilizza sempre l'espressione "differenza di potenziale" e non semplicemente "potenziale" perché è impossibile definire un punto in modo concreto con potenziale 0. Potremo quindi solo cogliere la differenza tra due punti, non il loro potenziale assoluto. Noi però viviamo sulla Terra ed essa ha una dimesione (e quindi capacità elettrostatica) talmente grande che si può considerare a potenziale costante. Questo ci permette di considerare il potenziale rispetto alla Terra e utilizzare quest'ultima proprio come se fosse un conduttore che chiude il circuito. Poiché a un qualsiasi componente elettrico non interessa il potenziale assoluto ma solo la d.d.p. ai suoi capi, è possibile collegare uno di essi a terra e l'altro alla corrente. I treni ad esempio funzionano in questo modo.
L'alta tensione
Come saprete la tensione normalmente presente nelle prese domestiche è 230v, mentre nelle prese industriali è di 380v. Le batterie delle automobili erogano 12v, quelle dei camion 24v. Gli apparecchi portatili di uso comune (lettori cd, telefoni cellulari, palmari...) sono in genere alimentati con batterie di voltaggio variabile tra gli 1.5v e i 9v. Alcuni utilizzano più batterie collegate una dietro l'altra. Questa configurazione permette di ottenere un voltaggio pari alla somma dei voltaggi delle batterie (se provate ad aprire l'involucro esterno di una batteria da 4.5v, al suo interno troverete tre pile da 1.5v ciascuna!). Tutti questi valori sono bassi perché ciò comporta notevoli vantaggi: in primo luogo si possono alimentare circuiti a bassa resistenza senza consumare troppa energia e in secondo luogo l'isolamento è più agevole.
Si può parlare di alta tensione oltre i 1000v, ovvero oltre
1kv (chilovolt).
Esistono almeno altre due caratteristiche che definiscono una corrente:
Può essere continua ("cc" in italiano o "dc" in inglese) ovvero in ogni istante la corrente è uguale e ha lo stesso verso
Può essere alternata ("ac", sia in italiano che in inglese) ovvero l'intensità della corrente varia seguendo un'onda e in ogni ciclo cambia due volte il suo verso.
Nel caso della corrente alternata l'altra caratteristica è la frequenza, ovvero il numero di cicli completi in un secondo (in particolari applicazioni è importante anche la forma, che qui è sempre sinusoidale, come per la corrente di rete, e si trascura dunque).
Le batterie e la maggior parte degli alimentatori forniscono corrente continua, le prese di casa presentano corrente alternata con una frequenza di 50Hz in Europa e 60Hz in USA.
La frequenza alternata, anche se più difficile da gestire nei circuiti, viene utilizzata perché ad oggi è possibile eseguire trasformazioni di tensione solamente in alternata.