Elettricità e consumi elettrici

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Grandezze elettriche

In breve: l'elettricità, le sue principali caratteristiche e le unità di misura.

Questa guida spiega in maniera semplice la corrente elettrica ed alcune sue applicazioni, con lo scopo di rendere anche i meno esperti capaci di valutare i problemi connessi con l'utilizzo degli impianti elettrici del camper o dell'abitazione. Dopo aver letto questa guida dovreste essere capaci di capire perché la batteria dei servizi del camper è a terra o perché salta l'interruttore generale di casa. Ovvero evitare il pericoloso surriscaldamento dei cavi elettrici.

La corrente elettrica è un flusso di elettroni e si può paragonare ad un flusso di acqua. Così i cavi elettrici sono tubi, i generatori sono pompe, gli interruttori rubinetti ecc. Le caratteristiche di una corrente elettrica sono le seguenti:
- corrente, misurata in Ampere (A), che corrisponde alla portata di acqua nel nostro paragone idraulico (litri al secondo). E' usato anche il milliAmpere (mA) che equivale ad un millesimo di Ampere. Per misurare la corrente occorre interrompere un cavo e riconnetterlo tramite uno strumento di misura (amperometro).
- differenza di potenziale o voltaggio, misurata in Volt (V), che corrisponde alla pressione dell'acqua. Per misurare il voltaggio basta collegare un volmetro a due punti del circuito, ad esempio ai poli della batteria.
- alternata/continua: le correnti elettriche possono essere continue, quando il flusso degli elettroni nei cavi va sempre nello stesso verso, mentre la corrente è alternata quando i poli positivo e negativo vengono invertiti, ad esempio 50 volte al secondo, e quindi gli elettroni oscillano avanti ed indietro lungo il cavo. Anche questa semplice oscillazione permette di far funzionare gli apparecchi elettrici predisposti. Le sigle che identificano il tipo di corrente sono AC per corrente alternata e DC per corrente continua. La differenza nasce dal fatto che la corrente elettrica prodotta da batterie è continua, mentre la corrente prodotta dalle grosse dinamo delle centrali è alternata. Così nel camper abbiamo 12V DC, mentre a casa abbiamo 230V AC 50Hz, mentre negli USA hanno 110V AC 60Hz. Hz sta per Hertz ed indica cicli al secondo, quindi 50 Hz vuol dire che la corrente alternata inverte i poli e li rimette a posto 50 volte al secondo.

Fig 1.1

I simboli usati per corrente alternata e corrente continua

Un apparecchio elettrico ha delle caratteristiche costruttive tali da poter funzionare correttamente con un certo voltaggio V. Una volta acceso le sue caratteristiche fanno in modo che attraverso di lui passi una certa corrente A. La potenza dell'apparecchio, cioè il suo consumo di energia nell'unità di tempo, dipendono da entrambe queste caratteristiche, infatti se vogliamo far girare la ruota di un mulino con un getto d'acqua, è importante avere non solo un flusso sufficiente, ma anche una pressione adeguata cioè l'altezza della caduta di acqua. (1)
Quindi un'apparecchiatura elettrica utilizza una certa potenza per funzionare, e la potenza dipende dalla corrente e dalla differenza di potenziale, anzi possiamo definire:
- potenza, misurata in Watt (W), è il prodotto dei Volt per gli Ampere. A volte come simbolo invece di W viene usato VA proprio per evidenziare il prodotto V per A. E' usato anche il kiloWatt (kW) che equivale a mille watts. Nelle correnti continue vale W = V x A, invece nelle correnti alternate la situazione è più cmplicata. Infatti nelle alternate la corrente e il voltaggio variano nel tempo, ma vengono indicati con il loro valore massimo. Invece la potenza viene indicata con il valore medio nel tempo, per cui risulta che i Watt sono inferiori al prodotto di Volt per Ampere

Un'altra grandezza con cui si ha a che fare è la capacità elettrica di una batteria, ovvero per quanto tempo la batteria può erogare una certa corrente. Per le capacità delle batterie si parla di ampereora (Ah) cioè del numero di ore massime durante le quali una batteria può erogare la corrente di un ampere, naturalmente mantenendo il voltaggio caratteristico di quella batteria. E' usato anche il sottomultiplo milliampere-ora (mAh) che è un millesimo di ampere-ora.

Invece per il consumo di corrente elettrica si usa il Watt-ora (Wh) o meglio il kilowatt-ora (kWh) cioè il consumo in watt per il tempo. Ad esempio se utilizziamo una lampadina da 100W per 10 ore avremo un consumo di 100 x 10 = 1000Wh = 1kWh, che è lo stesso di uno scaldabagno da 1000W per un'ora.

Così come Watt, Ampere e Volt sono legati dalla formula W = V x A, analogamente Wh = V x Ah. Ad esempio una batteria da 12V con capacità di 100Ah può erogare una corrente da 1 Ampere per 100 ore, quindi permette un consumo di 12W per 100 ore cioè 1200 Wh. Cioè 100 Ah x 12 V = 1200 Wh = 1,2 kWh.

Facciamo una precisazione sui valori dei voltaggi. Nelle auto si dice che c'è una tensione di 12V, ma in realtà la batteria carica è 13,8V e scende mano mano che si scarica fino ad 11V o meno. Invece quando si sta caricando, o perché il motore è acceso oppure perché siete collegati alla presa del campeggio, la tensione sale fino a oltre 14V. Per la corrente di casa da qualche anno si è passati dal valore nominale di 220V a quello di 230V, ma anche qui c'è una tolleranza del 10%, per cui a seconda dell'ora della giornata o della posizione della vostra casa rispetto alle centrali si possono avere in realtà valori tra 207V e 253V.

Nota (1)
In effetti un'altra grandezza elettrica strettamente legata a corrente e differenza di potenziale è la resistenza, misurata in Ohm. Nel caso di correnti alternate le cose si complicano e bisogna allora parlare di impedenza, sempre misurata in Ohm. Ma per i nostri scopi non è necessario parlare di resistenza elettrica, nè si trova mai indicata nelle caratteristiche delle apparecchiature elettriche domestiche.

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