CORRENTE ELETTRICA: COS’È, COME SI PRODUCE E IN CHE MODO MISURARLA

Quando ci si rivolge a un fornitore di energia per sapere come attivare la corrente elettrica nella propria abitazione, spesso non si conosce esattamente il funzionamento dell’elettricità. 
Tuttavia, conoscere le caratteristiche che contraddistinguono la corrente elettrica è fondamentale, perché solo in questo modo è possibile essere più consapevoli sull’utilizzo dell’energia, oltre a comprendere meglio i costi dell’energia riportati nella bolletta della corrente elettrica. 
Ecco una spiegazione semplice per capire bene cos’è e come funziona la corrente elettrica di casa, dal significato di intensità elettrica alle modalità per generare e misurare la corrente elettrica.
 

Cos’è la corrente elettrica

Innanzitutto, è importante comprendere che cos’è la corrente elettrica, un fenomeno fisico essenziale per la vita moderna. Si tratta in particolare del movimento delle cariche elettriche, uno spostamento che avviene in modo ordinato nello spazio. 
Le cariche elettriche si muovono all’interno di un materiale conduttore, il quale in genere è un materiale solido metallico, come per esempio il rame, il ferro, l’argento o lo zinco, che favorisce il passaggio delle cariche elettriche.
Il movimento delle cariche elettriche è dovuto alla differenza di potenziale in un circuito elettrico, ad esempio quello presente in un sistema semplice composto da una batteria e una lampadina collegate da due fili di rame. Se la batteria non è collegata, gli elettroni (cariche elettriche negative) si muovono all’interno del filo conduttore di rame in modo disordinato. Quando invece si collega la batteria, lo spostamento degli elettroni diventa ordinato.
Ciò avviene perché la batteria ha due poli, uno negativo e l’altro positivo, perciò crea una tensione all’interno del circuito, ovvero una differenza di potenziale. Gli elettroni quindi iniziano a muoversi per equilibrare il sistema, spostandosi dal polo negativo in cui esiste un eccesso di elettroni verso il polo positivo dove c’è invece una carenza di elettroni.
Per convenzione però viene utilizzata la direzione delle cariche positive, quindi il verso della corrente elettrica va dal polo positivo a quello negativo e non il contrario. La direzione della corrente elettrica è perciò opposta a quella del movimento degli elettroni, con una spinta che dipende dalla differenza di potenziale, conosciuta tensione ed espressa in volt (V).
 

Un esempio per capire meglio la corrente elettrica

Un esempio utile per comprendere cos’è la corrente elettrica è quello dei vasi comunicanti. Collegando tra loro due contenitori con dell’acqua all’interno, il liquido tenderà a scorrere dal serbatoio con un livello d’acqua maggiore verso quello con un livello inferiore per effetto della forza di gravità, fino ad ottenere lo stesso livello e raggiungere uno stato di equilibrio.
Lo stesso processo avviene con la corrente elettrica in un circuito. In questo caso il diverso livello d’acqua tra i due serbatoi è rappresentato dalla differenza di potenziale, la quale come succede nei vasi comunicanti spinge gli elettroni da un punto all’altro nel tentativo di equilibrare la condizione dei due poli opposti, il polo positivo e quello negativo.
Questo esempio mostra chiaramente come la presenza di una corrente elettrica avvenga soltanto in determinate circostanze, ovvero quando ai due estremi di un materiale conduttore c’è una differente concentrazione di elettroni. Il movimento delle cariche elettriche, infatti, è possibile soltanto se esiste una differenza di potenziale tra due poli, una condizione che, come vedremo, determina l’intensità di corrente elettrica.
 

Intensità corrente elettrica: formula e definizione

Esistono diversi aspetti che caratterizzano la corrente elettrica, tra cui uno dei più importanti è l’intensità. Questa grandezza esprime la quantità di carica elettrica che attraversa un determinato spazio in un intervallo specifico di tempo. L’intensità di corrente elettrica è dunque la quantità di elettroni che passa in un conduttore in un certo periodo di tempo.
Il simbolo dell’intensità di corrente è I, mentre l’unità di misura è l’Ampere (A), con 1 A che equivale al passaggio di circa 6 miliardi di elettroni per secondo all’interno di un filo conduttore. 
Nel caso della corrente continua l’intensità non cambia nel tempo ma rimane sempre uguale, nonostante in realtà siano comunque presenti delle piccolissime variazioni. In questa circostanza si parla dunque di corrente continua, quella ad esempio prodotta dai pannelli di un impianto fotovoltaico. 
Tuttavia, l’elettricità presente nelle nostre case è invece in corrente alternata.
Nella corrente elettrica alternata il movimento delle cariche non è lineare ma sinusoidale, passando continuamente dal campo positivo a quello negativo e viceversa. Non si tratta quindi di una grandezza fissa, ma varia costantemente in base al rapporto tra la quantità di carica che passa per un conduttore in un lasso di tempo.
Intensità e tensione permettono di determinare altre caratteristiche della corrente elettrica. La prima è la potenza, una grandezza espressa in Watt che si ottiene moltiplicando l’intensità per la tensione (P = I * V). La seconda è il consumo di energia elettrica espressa in kWh e data dal prodotto della potenza per il tempo di un’ora.
 

Perché si utilizza la corrente alternata?

Il nostro sistema elettrico è progettato per funzionare con la corrente alternata trifase a 50 Hz. Significa che l’elettricità viene trasportata attraverso tre conduttori, tra i quali esiste una determinata tensione, con la curva sinusoidale della corrente elettrica che compie 50 cicli ogni secondo. 
Anche nelle nostre case abbiamo corrente elettrica alternata a 230 V, una scelta che rispetto alla corrente continua garantisce alcuni importanti vantaggi. Questa forma, infatti, permette di trasportare l’elettricità in modo più efficiente ed economico, soprattutto per le grandi distanze. 
La produzione, invece, avviene quasi sempre generando elettricità in corrente continua, la quale viene convertita in corrente alternata utilizzando delle apposite tecnologie. È il caso, per esempio, dell’inverter fotovoltaico, un componente che permette di utilizzare la corrente elettrica prodotta dall’impianto direttamente in casa per l’autoconsumo o cederla alla rete, oppure l’alimentatore del pc che trasforma la corrente alternata in continua. 
 

Come si genera la corrente elettrica

Prima di tutto bisogna fare una precisazione: parlare di come si crea la corrente elettrica è fuorviante, in quanto l’energia non si produce dal nulla ma si trasforma da una fonte ad un’altra. Invece di spiegare come creare corrente elettrica, indicheremo quindi come viene prodotta la corrente elettrica a seconda dei differenti processi di trasformazione dell’energia.
L’energia termoelettrica generata nelle centrali alimentate con i combustibili fossili, ad esempio, viene ottenuta trasformando l’energia termica prodotta dalla combustione di gas o carbone in energia elettrica, attraverso l’azionamento delle turbine, le quali alimentano degli alternatori. Procedimenti analoghi avvengono anche negli impianti che usano le fonti rinnovabili, come l’idroelettrico, l’eolico e il solare, tuttavia la corrente elettrica viene generata senza la combustione e il rilascio nell’atmosfera di CO2.
In un impianto eolico viene adoperata l’energia del vento per azionare delle pale, un movimento che fa muovere un rotore il quale mette in funzione a sua volta un generatore eolico, convertendo l’energia meccanica in energia elettrica. 
Il generatore produce corrente elettrica tramite il principio dell’induzione elettromagnetica, in quanto il movimento del rotore all’interno di un campo magnetico permanente (generato dallo statore fisso) fa variare il campo magnetico e permette di generare elettricità nel conduttore.
 

Con cosa si misura la corrente elettrica

La corrente elettrica si misura con un amperometro, uno strumento che consente di rilevare l’intensità della corrente espressa in Ampere (A). 
Quando l’intensità è molto piccola si utilizza invece un galvanometro, un dispositivo più sensibile che permette di misurare l’intensità di corrente elettrica dell’ordine dei milliampere (1 mA = 0,001 A).
La tensione elettrica si misura invece con un voltmetro, un apparecchio con il quale rilevare la differenza di potenziale tra due punti, ad esempio i due poli di una presa di corrente. L’energia elettrica utilizzata in casa viene misurata dal contatore elettrico, uno strumento avanzato che fornisce diverse informazioni sulla fornitura, tra cui la potenza istantanea assorbita espressa in kW e il consumo di elettricità indicato in kWh.