LA CORRENTE ELETTRICA.

La corrente elettrica nei conduttori metallici.

96. Generalità. — Abbiamo detto al § 79 che, mantenendo agli estremi d’un filo conduttore una differenza di potenziale, l’elettricità fluisce in modo continuo dall’uno all’altro estremo, come l’acqua fluisce in una condotta ai cui estremi sia mantenuta una differenza di pressione. Questo movimento continuo d’elettricità nel filo è la corrente elettrica; dal punto di vista energetico dicemmo pure che nel filo si manifesta come calore il lavoro di caduta dell’elettricità dal potenziale V_A del primo estremo a quello V_B del secondo; così se in un certo tempo passa da A a B (fig. 120) la quantità q d’elettricità, quel calore sviluppato corrisponderà al lavoro elettrico.

L = q(V_A- V_B)  (1)

È chiaro perciò che quest’energia, che apparisce nel filo, deve sparire in qualche altro posto. Or appunto per mantenere tra A e B una differenza di potenziale, e la corrente continua che ne è l’effetto, occorre un apparecchio, che noi chiameremo generatore, nel quale si sciupa, durante la produzione della corrente, o energia chimica, o energia termica, o energia meccanica. Noi potremo perciò dire che nel generatore queste tre forme d’energia si convertono in una forma nuova, l’energia elettrica, la quale si converte alla sua volta in calore nel filo traversato dalla corrente. La misura dell’energia elettrica trasformata, fondandoci sulla (1), è data dal prodotto della quantità d’elettricità messa in circolazione per la differenza di potenziale che la mette in movimento.

Ma la corrente elettrica può produrre anche altri effetti, che noi andremo studiando in dettaglio l’uno dopo l’altro; se ne può ricavare energia chimica per mezzo del voltametro o del forno elettrico; energia meccanica per mezzo del motore elettrico; energia raggiante termoluminosa per mezzo delle lampade elettriche, e anche altre forme di energia, di cui dovremo occuparci in seguito, quali l’energia elettromagnetica delle onde hertziane che emanano, per es., dall’antenna di un trasmettitore Marconi.

Per questa qualità di servire comodamente come agente intermediario di trasformazione di una forma d’energia in un’altra, l’energia elettrica ha acquistato la sua attuale importanza industriale; e invero l’energia elettrica possiede due qualità che la rendono assolutamente preziosa, e che la fan somigliare, in certa guisa, al denaro negli scambi commerciali delle merci:

l^a Essa è facilmente trasportabile a grandi distanze, con non grave sacrifizio, per mezzo delle condutture metalliche.

2ª Qualunque altra forma d’energia si converte in elettrica, e viceversa, con un rendimento abbastanza elevato. Cioè la trasformazione non è mai integrale, poichè una parte dell’energia primitiva si trasforma, in ogni caso, in calore industrialmente perduto; ma la frazione di energia convertita nella forma richiesta è abbastanza elevata quando c’è di mezzo l’energia elettrica. Così mentre la macchina a vapore converte in lavoro non più del 14 per cento dell’energia chimica contenuta nel carbone bruciato, le macchine dinamo-elettriche o i motori elettrici trasformano l’energia meccanica in energia elettrica, o viceversa, con un rendimento che supera il 92 per cento.

Per apprezzare i vantaggi apportati dall’energia elettrica nell’economia industriale si consideri uno dei casi ora tanto comuni di trasporto d’energia a distanza.

Una cascata d’acqua dissemina in inutile e insensibile riscaldamento della sua massa l’energia immensa accumulatavi per il fatto che il liquido si trova disponibile a una certa altezza.

Ebbene: si costringa l’acqua nel cadere a mettere in movimento un ruota a palette, o un apparecchio che ha lo stesso scopo, ma ne sfrutta meglio la caduta, con un rendimento dell’80 %: la turbina. Noi avremo così disponibile una certa potenza, dì cui ci possiamo servire per mettere in moto una macchina dinamo-elettrica, la quale è appunto l’organo di trasformazione dell’energia meccanica in energia elettrica, poichè per il suo movimento, che costa un certo lavoro, è capace di destare una corrente elettrica. La corrente così ottenuta, guidata attraverso condutture metalliche, può, con perdite lievi di energia, trasportarsi a grandi distanze, e nel punto d’arrivo trasformarsi nuovamente in energia meccanica, nei motori; in energia chimica, nei crogiuoli degli stabilimenti di elettrochimica; in energia termica o luminosa nelle lampade elettriche. Certo per via si è perduto qualche cosa, e i lavori di installazione potranno anche costare somme ingentissime; ma si intende bene che il costo gratuito dell’energia prima, quella della caduta, può rendere non dannose le perdite, e compensare, entro certi limiti, le spese fatte.

Ciò è tanto più notevole in quanto con nessun altro mezzo pratico si sarebbe potuto trasformare il lavoro meccanico della caduta in energia luminosa o chimica.