Corrente elettrica e trasferimento di potenza nell’industria

Quando si lavora nel campo dell’industria, dello sviluppo dei microchip e dell’ingegneria elettrica ed elettronica ci si trova a operare, in senso tecnico, con il fenomeno dell’elettricità inteso come corrente elettrica oppure come potenza elettrica o trasferimento di potenza.

Concetti che, benché sottintendano lo stesso fenomeno dell’energia elettrica, ne rappresentano due livelli distinti che l’ingegnere elettronico deve saper distinguere, gestire e ottimizzare dal punto di vista dell’efficienza e del funzionamento.

La corrente elettrica va a configurare tutto ciò che riguarda il modo in cui si muove l’elettricità all’interno di un circuito; il concetto di trasferimento di potenza ragiona invece sulle modalità in cui l’energia elettrica viene trasportata da una sorgente a un carico per alimentare energeticamente impianti e dispositivi.

Questi due aspetti sono il pilastro di professioni connesse con l’ingegneria elettrica ed elettronica.

La base per tutte quelle figure del futuro specializzate nell’ottimizzazione di device e sistemi di smart home, lo sviluppo di chip AI e l’energia sostenibile prodotta con reti elettriche intelligenti e celle a combustibile.

Da tempo specializzata nella formazione professionale in materie stem, con un’idea di formazione basata sul learning by doing, Mekhan mette a disposizione attrezzature didattiche sviluppate in collaborazione con i suoi partner Gunt e LN.

Gli strumenti permettono di capire da vicino il funzionamento di circuiti elettrici e modelli industriali in miniatura, con esercitazioni sul campo in materie tecniche.

In questo articolo, vedremo tutte le applicazioni della corrente elettrica e del concetto di trasferimento di potenza nell’industria, capendone il funzionamento e l’ottimizzazione nel mondo dell’ingegneria.

Corrente elettrica e potenza elettrica: come sono connesse nell’industria e nel mondo dell’ingegneria

Corrente elettrica e potenza elettrica si riducono, nelle loro dimensione tecnica e ingegneristica, a un’unica realtà fenomenica.

Se è vero, infatti, che dal punto di vista scientifico corre una certa distinzione, questa sfuma quando si analizzano i fenomeni come realtà concreta nel funzionamento di un circuito o di un apparecchio elettronico.

L’elettricità è infatti un fenomeno fisico che, secondo determinate leggi, proprietà e tecnologie, si muove all’interno di un circuito; ma è anche un mezzo che trasporta segnali, energia e potenza da un luogo all’altro.

Un’apparecchiatura elettrica -per esempio un elettrodomestico- è attraversata dal passaggio di un flusso di elettroni che viaggiano attraverso specifici canali; allo stesso tempo, però, l’energia trasferita elettricamente da un sistema di alimentazione innesca meccanismi di controllo, elaborazione e conversione nei circuiti, nei transistor e nei resistori.

Se pensiamo a sistemi più sofisticati che lavorano con le energie rinnovabili, come le smart grid, la potenza del segnale elettrico viene gestita in modo ancora più ingegneristico: dal momento che può essere monitorata, ottimizzata e immagazzinata in accumulatori.

Nel caso dei pannelli solari o di un impianto eolico, l’elettricità viene addirittura convertita a partire da agenti naturali.

Se volessimo dirla in modo più sintetico, quindi, l’elettricità è

• un flusso di elettroni che si muove in un modo che può essere studiato;

• una modalità per trasportare energia e trasmettere segnali.

Sono due modi di intendere l’elettricità che collimano nel funzionamento di un circuito elettrico e nella relativa applicazione nell’industria e nell’ingegneria elettrica ed elettronica.

Cos’è la corrente elettrica? Il modo in cui l’elettricità viaggia in un circuito

Quando parliamo di corrente elettrica ci riferiamo strettamente alle leggi fisiche che regolano il passaggio degli elettroni in un circuito.

Il fenomeno dell’elettricità può essere inteso sia come movimento di elettroni che come passaggio di cariche.

Il modo in cui interagiscono tensione e corrente all’interno di un circuito determina il livello di energia elettrica trasferibile. Ed è questo il salto concettuale che permette di passare dal fenomeno dell’elettricità come puro fenomeno fisico e quello di trasferimento di cariche elettriche e, quindi, di potenza.

Il circuito in cui viaggia il flusso elettrico è un circuito chiuso: questo si rinnova continuamente in un trasferimento di cariche dalla sorgente ai fili.

Corrente elettrica nell’ingegneria elettrica ed elettronica: un movimento continuo che alimenta i circuiti industriali

In effetti, l’elettricità non viaggia su un solo filo, seguendo un unico movimento di carica.

In un circuito elettrico funzionante, il flusso di elettroni o il movimento delle cariche elettriche si rinnova ogni volta, viaggiando su un cerchio in perenne movimento in cui cariche ed elettroni tornano continuamente alla sorgente.

Nello specifico, dobbiamo immaginare la corrente elettrica come se viaggiasse su due fili:

• uno che trasporta il flusso di elettroni dalla sorgente al carico;

• un secondo filo che riporta gli elettroni alla sorgente.

Comprendere che un circuito elettrico è un sistema che costruisce un equilibrio delicato fra carico e sorgente è il primo passo per imparare a convertire l’elettricità in un apparato di potenza efficiente.

Trasferimento di potenza: il power flow in un sistema industriale

In senso più ampio, il trasferimento di potenza o power flow non si riferisce soltanto all’energia trasportata tramite corrente di elettroni.

Qui entrano in gioco altri agenti, e riguardano qualunque fonte in grado di trasportare segnali ed energia: non parliamo solo di elettricità trasportata attraverso le coppie di fili di un circuito, ma anche di potenza generata tramite segnali elettromagnetici, o attraverso l’aria, il sole e altri agenti naturali, realizzando un trasferimento di forze.

A ogni modo, l’elettricità è la principale fonte di energia su cui si regge la nostra vita sociale e lavorativa, e la potenza una sua grandezza derivata che dipende dalla tensione e dalla corrente presenti all’interno del circuito.

Capire che tutto ciò che è fonte di energia può essere convertito in elettricità è la base da cui parte ogni ingegnere elettrico ed elettronico di oggi, specie in relazione alle nuove tecnologie sostenibili.

Corrente elettrica e trasferimento di potenza elettrica come base per gli ingegneri elettrici ed elettronici del futuro

Corrente elettrica e trasferimento di potenza sono due aspetti che si integrano in un uso consapevole e sostenibile dell’elettricità nel nostro tessuto tecnologico.

Due modi diversi di intendere l’elettricità in ambito tecnico e industriale: uno che vira sul movimento delle cariche elettriche all’interno di un circuito, uno sulla quantità di energia che il sistema è in grado di trasferire o utilizzare.

L’elettricità, dunque, è una forza che trasferisce energia in device e apparati che muovono la nostra vita sociale, industriale e quotidiana.

Energia che può essere

• utilizzata per alimentare apparecchiature elettroniche tramite microchip;

• innescata in elettrodomestici grazie a transistor e resistori;

• convertita a partire da agenti naturali nel campo delle energie rinnovabili, con pannelli fotovoltaici e impianti eolici;

• generata a partire da sistemi alternativi come le celle a combustibile;

• monitorata e accumulata in reti elettriche intelligenti grazie a integrazioni con apparati informatici;

• ottimizzata per alimentare nuovi sistemi energivori come i motori generativi e studiata per la programmazione di chip AI.

Capire e gestire l’elettricità e la potenza elettrica nell’industria con le attrezzature Mekhan

Capire tutte le proprietà della corrente elettrica e il modo in cui può essere ottimizzata per trasferire e generare energia nell’industria è il pilastro delle professioni del futuro.

L’energia elettrica è il nucleo di tutta la tecnologia odierna e costituisce un’integrazione importante per diversi macchinari legati alle rinnovabili.

Una formazione teorica non basta per capire tutte le potenzialità di questo campo. Per questo, Mekhan mette a disposizione attrezzature laboratoriali per scuole e università, in modo da fornire una formazione di alto livello anche nell’uso e nella gestione dell’elettricità a livello ingegneristico e industriale.

Questo con strumenti didattici sviluppati in collaborazione coi nostri partner LN e Gunt:

• console portatili con integrazioni hardware per esercitarsi come Unitrain ed Elotrain della LN;

• modelli in miniatura di circuiti elettrici, isole di lavoro, macchine utensili didattiche e impianti fotovoltaici;

• laboratori didattici customizzati dai nostri ingegneri a seconda delle esigenze didattiche.

Visita i nostri laboratori e inizia a investire sulla formazione del futuro.