Che differenza c'è tra corrente continua (DC) e corrente alternata (AC)?

Alle sue origini, l'elettricità è stata usata in forma di corrente continua: il primo esempio è dato dal generatore elettrico inventato da Volta alla fine del 1799, una pila che generava tensione. Allo stesso modo, le prime macchine elettriche furono le dinamo, che producevano in continua.

Nel 1880, Thomas Edison brevettò la distribuzione dell'energia elettrica in corrente continua, in contrapposizione alla tecnologia a corrente alternata, già conosciuta dal 1832 per via dell'opera di Hippolyte Pixii. Partiamo da qui per esaminare le differenze tra queste due alternative, con esempi e approfondimenti.

La principale differenza tra la corrente continua e quella alternata è nella modalità di funzionamento e nell'alimentazione degli apparecchi elettrici. Per capire meglio le divergenze tra le due tecnologie bisogna approfondire il funzionamento delle stesse.

La corrente continua

In un sistema funzionante in corrente continua (DC è l'acronimo anglosassone), si ha un flusso costante di cariche elettriche attraverso un conduttore che circolano sempre nello stesso verso.

Il circuito più semplice è formato da un generatore e un carico, ad esempio una pila e una lampadina collegati da due conduttori; il generatore produce l'energia che, scorrendo nel conduttore, viene assorbita dal carico. Su un grafico, l'andamento dell'intensità di corrente in funzione del tempo è costante, ed è rappresentato quindi da una retta parallela all'asse delle ascisse.

La corrente alternata: spiegazione semplice

Nel caso della corrente alternata (AC è l'acronimo anglosassone), l'intensità varia nel tempo e ha un andamento sinusoidale, come quello rappresentato nell'immagine. In termini matematici, la variazione segue l'andamento della funzione trigonometrica sen α, dove α è un angolo che aumenta con continuità nel tempo.

Per alcuni istanti il valore dalla corrente diventa negativo. In tali frangenti, il flusso delle cariche elettriche si inverte. In teoria, potrebbe sembrare difficile produrre un'onda di questo tipo, ma è proprio la forma che si genera spontaneamente facendo ruotare un magnete in una spira, meccanismo alla base della generazione di tensione (o differenza di potenziale), e quindi di corrente.

Il sistema elettrico moderno, dalla produzione fino alla trasmissione e alla distribuzione dell'energia, funziona in corrente alternata trifase, con una frequenza di 50 Hz (in Europa).

Fin da subito, sono risultati evidenti i vantaggi della tecnologia alternata rispetto alla continua, a iniziare dalla generazione. Gli alternatori, che producono corrente alternata, sono più efficienti, semplici e affidabili rispetto alle dinamo. Un altro aspetto molto importante è che la corrente alternata, a differenza della continua, consente l'utilizzo dei trasformatori, macchine a rendimento molto elevato che permettono di variare la tensione della corrente stessa e risultano fondamentali per il trasporto dell'energia.

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Vediamo brevemente alcuni esempi di utilizzo di corrente alternata e corrente continua:

• La corrente continua (DC) viene utilizzata in alcuni elettrodotti, così come nei cavi sottomarini e nell'alimentazione ferroviaria. In generale, si usa per tutti gli apparecchi alimentati da batterie e pile;
• la corrente alternata (AC) viene impiegata negli impianti che alimentano i comuni elettrodomestici che troviamo nelle abitazioni. Le lampadine di casa, nella quasi totalità dei casi, utilizzano questo sistema (le lampadine a corrente continua hanno bisogno di un alimentatore).

Esistono modi per trasformare la corrente alternata in continua, come ad esempio l'utilizzo dei cosiddetti ponti raddrizzatori. È un'operazione da compiere quando la corrente proveniente da una fonte alternata, come la rete elettrica, deve essere portata ai valori di tensione continua per alimentare un carico.

La scoperta dell'elettricità portò subito a una crescente domanda della stessa, a una rapida diffusione e alla richiesta di tensioni di esercizio maggiori per i motori elettrici. Era necessario trovare soluzioni a tali necessità, alle quali si aggiungeva anche il problema riguardante il trasporto a grandi distanze.

C'è stato un periodo in cui si svolse una vera e propria competizione tra corrente continua e alternata. Il sistema di Edison, che impiegava la corrente continua, risultava poco adeguato a rispondere alle nuove esigenze, e il suo trasporto era poco efficiente e costoso. Gli esperti Energia di Selectra hanno parlato di questi argomenti anche nello speciale: "Cos'è la Luce? Definizione e significato".

Tra le due tecnologie, Nikola Tesla era convinto della superiorità della corrente alternata per i vantaggi che derivavano dalla distribuzione dell'energia. Le perdite nel trasporto, infatti, dipendono dalla tensione: maggiore è la sua intensità, e meno cali (oltre che costi totali) si registrano.

Nel caso dell'alternata, la tensione si può elevare mediante l'utilizzo dei trasformatori. Tesla aveva ragione, e ben presto la corrente alternata si impose in tutto il mondo su quella continua per i numerosi limiti che aveva quest'ultima. Questa è la ragione per cui oggi Edison è ricordato come il pioniere della distribuzione elettrica, mentre Tesla è considerato il padre del sistema elettrico moderno.