Dinamo

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
bussola Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vedi Dinamo (disambigua).

Una dinamo è una macchina rotante che trasforma lavoro meccanico in energia elettrica, sotto forma di corrente continua. È quindi un trasduttore di energia.

Descrizione[modifica | modifica sorgente]

Una semplice costruzione di dinamo, costruttivamente identica ad un motore CC.

Nella sua forma più semplice consiste di una spira conduttrice (rotore) immersa in un campo magnetico (generato ad esempio da una coppia di magneti permanenti, i quali formano lo statore) e messa in rotazione da un albero. Per la legge di Faraday per l'induzione un conduttore che si muove in un campo magnetico non parallelamente ad esso vede nascere una forza elettromotrice indotta (fEM); chiudendo quindi la spira su un carico elettrico (ad esempio una lampadina, o un accumulatore) si ha una corrente scorrere nella spira stessa e nel carico (la lampadina si accende).

Se ci fermassimo qui la dinamo non darebbe corrente continua. Infatti la differenza di potenziale nella singola spira varia con legge sinusoidale con l'angolo di rotazione e quindi cambia segno ogni mezzo giro (producendo corrente alternata). È quindi necessario connettere i capi della spira ad un oggetto chiamato "collettore" o "commutatore", calettato sul rotore e solidale ad esso, che, attraverso un contatto strisciante con spazzole (dette carboncini), scambia i capi della spira ogni mezzo giro mantenendo la tensione in uscita dello stesso segno.

Per motivi di corretto funzionamento ed efficienza energetica le realizzazioni reali sono leggermente più complesse, prevedendo diverse spire avvolte sul rotore lungo i 360° ognuna delle quali deve commutare i propri capi ogni mezzo giro. Inoltre, per potenze superiori a pochi watt, anche lo statore (quello che genera il campo magnetico) è "avvolto", cioè il campo magnetico è prodotto da spire avvolte sui poli statorici, all'interno delle quali scorre la corrente di induzione o di eccitazione.

Campi di utilizzo[modifica | modifica sorgente]

Dinamo per bicicletta (in realtà è un alternatore).

Le dinamo sono oggi utilizzate soprattutto per le piccole potenze. La dinamo è una macchina elettrica reversibile ovvero può funzionare anche al contrario: a partire da energia elettrica produrre lavoro meccanico come motore elettrico. Se infatti si invia ai morsetti del collettore una tensione continua la corrente che scorre nelle spire interagisce con il campo magnetico dello statore generando una forza (detta forza di Lorentz) tangenziale su tutte le spire del rotore, causando la rotazione del rotore stesso e generando così una coppia motrice sull'albero di uscita. Questo è detto motore in CC ed è utilizzato per potenze da pochi watt (nei modellini radiocomandati e in tutti gli utensili ed elettrodomestici a batteria) fino ad alcuni megawatt (in tutte le motrici ferroviarie escluse quelle di ultima generazione, che utilizzano motori asincroni trifase).

Invenzione[modifica | modifica sorgente]

Prima dell'invenzione della dinamo l'unico modo di produrre corrente elettrica era tramite la pila e la batteria piombo-acido, metodi molto costosi e poco efficienti, tanto che l'unico utilizzo pratico dell'elettricità riguardava unicamente il telegrafo. L'origine del concetto di elettricità prodotta mediante moto si fa risalire a quando nel 1831 Michael Faraday e Joseph Henry notarono che un conduttore spostandosi all'interno di un campo magnetico produceva corrente elettrica. La prima dinamo basata sui principi di Faraday fu costruita nel 1860 in Italia da Antonio Pacinotti. In Francia l'invenzione della dinamo è attribuita a Zénobe Gramme e datata nel 1869. L'invenzione di Pacinotti (anche detta anello di Pacinotti) viene considerata solo un prototipo. La macchina era costituita da un magnete che veniva fatto ruotare con una manovella. I poli nord e sud del magnete passavano ripetutamente davanti a un pezzo di acciaio avvolto da un cavo elettrico, producendo impulsi di corrente in direzioni opposte. Dopo l'aggiunta di un convertitore, Pacinotti fu capace di trasformare la corrente alternata in corrente continua. L'apparato fu chiamato dal suo inventore macchina magnetoelettrica.

Nel 1870 l'accoppiamento della dinamo alla turbina idraulica diede avvio alla produzione commerciale di energia elettrica. Ciò diede impulso allo sviluppo della ricerca sugli utilizzi pratici dell'elettricità degli anni seguenti, i cui capofila furono Thomas Alva Edison e Nikola Tesla ("seconda rivoluzione industriale").

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]