La corrente alternata (AC, alternate current) è quella circolante in un circuito elettrico alimentato da un generatore che non fornisce una tensione costante in valore e polarità (DC, direct current) ma bensì una tensione variabile nel tempo con legge alternata sinusoidale.
Una grandezza sinusoidale è definita da tre parametri fondamentali: ampiezza, frequenza e fase. L’ampiezza aumenta con continuità dal valore zero a quello massimo (Vp) per poi tornare a zero; diminuire fino al valore minimo (-Vp); ricrescere fino a zero e riprendere indefinitamente il ciclo dopo il periodo T.
Come è possibile osservare dal grafico sottostante, ogni mezzo periodo (T/2) la tensione cambia segno e, inoltre, il valore medio nel periodo della tensione è nullo, essendo il grafico simmetrico rispetto all’asse del tempo. La frequenza – misurata in Hertz (simbolo Hz) – è il numero di cicli completi (sviluppo da 0 a T) nell’unità di tempo (1 s).
Frequenza e periodo sono legate dalla relazione:
secondo cui a frequenza elevate corrispondono periodi molto brevi e viceversa.
Se l’ampiezza della sinusoide in 0 è pari a zero, la sinusoide ha fase zero secondi; se, invece, essa assume in 0’ il valore V1 la fase della sinusoide (F1 nel grafico 2) è rappresentata dall’intervallo [0;0’]; se, infine, essa assume in 0’’ il valore -V2, la fase della sinusoide (F2 nel grafico sotto) è rappresentata dall’intervallo temporale [0’’;0]. Nel primo caso si parla di sinusoide in anticipo di fase, nel secondo caso di sinusoide in ritardo di fase.
Per riuscire a trattare l’ampiezza di una tensione alternata sinusoidale – che è variabile nel tempo – in similitudine con una grandezza continua, è necessario introdurre un ulteriore e importantissimo parametro: il valore efficace.
Esso è definito come quel valore di tensione continua in grado di produrre gli stessi effetti termici della tensione alternata.
Valore massimo (Vp) e valore efficace (Veff) sono legati dalla presente relazione:
La corrente alternata è largamente utilizzata nel settore delle infrastrutture per la produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica. In Italia la frequenza utilizzata è pari a 50 Hz a cui corrisponde, come visto, un periodo di 20 ms. I livelli di tensione – espressi in valore efficace – variano:
- produzione: 6÷12 kV;
- trasmissione: 380 kV;
- distribuzione primaria: 150 kV;
- distribuzione in media tensione: 20 kV;
- distribuzione in bassa tensione: 400 V (trifase), 230 V (monofase).
La produzione dell’energia elettrica in AC è realizzata nelle centrali a fonti convenzionali (termoelettriche) tramite una macchina elettrica chiamata alternatore: essa è in grado di trasformare l’energia meccanica in energia elettrica.
