Che cos’è il voltaggio?

Il voltaggio è la pressione della fonte di energia di un circuito elettrico che spinge gli elettroni carichi (corrente) attraverso un circuito conduttore, consentendo loro di compiere un lavoro come l’accensione di una luce.

In breve, il voltaggio = pressione, e si misura in volt (V). Il termine riconosce il fisico italiano Alessandro Volta (1745-1827), inventore della pila voltaica, il precursore dell’odierna batteria domestica.

Nei primi tempi dell’elettricità, la tensione era conosciuta come forza elettromotrice (emf). Questo è il motivo per cui in equazioni come la legge di Ohm, la tensione è rappresentata dal simbolo E.

Esempio di tensione in un semplice circuito di corrente continua (dc):

1. In questo circuito dc, l’interruttore è chiuso (acceso).
2. La tensione nella fonte di alimentazione – la “differenza di potenziale” tra i due poli della batteria – viene attivata, creando una pressione che costringe gli elettroni a fluire come corrente fuori dal terminale negativo della batteria.
3. La corrente raggiunge la luce, facendola brillare.
4. La corrente ritorna alla fonte di alimentazione.

La tensione è sia la tensione della corrente alternata (ac) che quella della corrente continua (dc). Modi in cui differiscono:

Tensione in corrente alternata (rappresentata su un multimetro digitale da ):

• Fluisce in onde uniformemente ondulate, come mostrato sotto:
  

  

• Inverte la direzione a intervalli regolari.
• Comunemente prodotta da servizi pubblici tramite generatori, dove l’energia meccanica – movimento rotatorio alimentato da acqua corrente, vapore, vento o calore – viene convertita in energia elettrica.
• Più comune della tensione continua. I servizi di pubblica utilità forniscono la tensione alternata alle case e alle aziende, dove la maggior parte dei dispositivi utilizza la tensione alternata.
• Le forniture di tensione primaria variano a seconda della nazione. Negli Stati Uniti, per esempio, è 120 volt.
• Alcuni dispositivi domestici, come TV e computer, utilizzano la tensione continua. Usano raddrizzatori (come quel blocco grosso nel cavo di un computer portatile) per convertire la tensione e la corrente ac in dc.

Tensione di corrente diretta (rappresentata su un multimetro digitale da e ):

• Viaggia in linea retta, e in una sola direzione.
• Comunemente prodotta da fonti di energia immagazzinata come le batterie.
• Le fonti di tensione continua hanno terminali positivi e negativi. I terminali stabiliscono la polarità in un circuito, e la polarità può essere usata per determinare se un circuito è dc o ac.
• Comunemente usato in apparecchiature portatili alimentate a batteria (auto, torce, macchine fotografiche).

Cos’è la differenza di potenziale?

La tensione e il termine “differenza di potenziale” sono spesso usati in modo intercambiabile. La differenza di potenziale potrebbe essere meglio definita come la differenza di energia potenziale tra due punti in un circuito. La quantità di differenza (espressa in volt) determina quanta energia potenziale esiste per spostare gli elettroni da un punto specifico ad un altro. La quantità identifica quanto lavoro, potenzialmente, può essere fatto attraverso il circuito.

Una batteria alcalina AA domestica, per esempio, offre 1,5 V. Le tipiche prese elettriche domestiche offrono 120 V. Maggiore è la tensione in un circuito, maggiore è la sua capacità di “spingere” più elettroni e fare lavoro.

La differenza tensione/potenziale può essere paragonata all’acqua conservata in un serbatoio. Più grande è il serbatoio, e maggiore è la sua altezza (e quindi la sua velocità potenziale), maggiore è la capacità dell’acqua di creare un impatto quando una valvola viene aperta e l’acqua (come gli elettroni) può scorrere.

Perché è utile misurare la tensione

I tecnici si avvicinano alla maggior parte delle situazioni di risoluzione dei problemi sapendo come un circuito dovrebbe normalmente funzionare.

I circuiti sono utilizzati per fornire energia a un carico, da un piccolo dispositivo a un elettrodomestico a un motore industriale. I carichi hanno spesso una targhetta che identifica i loro valori di riferimento elettrici standard, compresi tensione e corrente. Al posto di una targa, alcuni produttori forniscono uno schema dettagliato (diagramma tecnico) del circuito di un carico. I manuali possono includere valori standard.

Questi numeri dicono a un tecnico quali letture aspettarsi quando un carico funziona normalmente. Una lettura su un multimetro digitale può oggettivamente identificare le deviazioni dalla norma. Anche così, il tecnico deve usare la conoscenza e l’esperienza per determinare i fattori che causano tali variazioni.

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