Nel post dedicato alla costruzione dell'alimentatore si è visto come sia possibile trasformare la corrente alternata di rete in corrente continua adatta ad alimentare apparecchiature a bassa tensione che in genere funzionano a pile. Qualcuno avrà notato che, volendo realizzare un alimentatore con 12 V di uscita, si è detto di procurarsi un trasformatore con secondario a 9 V; la cosa può in effetti apparire strana, ma .......
Il problema fondamentale è quello di capire cosa si intende quando si dice che una tensione alternata ha un certo valore. Consideriamo, per esempio, la solita "tensione di rete" a 220 V che arriva nelle nostre case.
In figura 1 ( sotto )
figura 1
vediamo la raffigurazione grafica di tale tensione:
il valore cambia da un istante all'altro; facendo riferimento al tempo, indicato in basso in ms (millisecondi), si rileva che, partendo da un valore zero, la tensione sale e, dopo 5 ms, raggiunge un valore massimo (che supera 300 V). Poi la tensione torna a scendere, per ridiventare zero all'istante 10 ms; successivamente assume valori negativi, cioè al di sotto dello zero, fino al valore limite inferiore, di poco oltre i - 300 V. Poi torna ancora a salire ed arriva a zero, esattamente dopo che sono passati 20 ms dall'inizio.
A questo punto diciamo che la tensione ha compiuto un ciclo completo, assumendo tutti i valori che doveva assumere; da ora in poi si ripeteranno altri cicli tutti uguali a quello descritto. Come si è visto, un ciclo dura 20 ms: poichè un secondo è fatto di 1000 ms, nello spazio di un secondo si ripeteranno 1000:20 cicli, e cioè 50 cicli; per tale motivo si dice che la tensione di rete ha una frequenza di 50 Hz (hertz).
Perchè una tensione come quella che abbiamo appena descritto viene detta "a 220 V"? Per il semplice motivo che ciò che interessa di una tensione alternata non è il suo valore massimo, ma la sua capacità di sviluppare energia; si è così convenuto di indicarne quello che viene definito "valore efficace", ovvero il valore che dovrebbe avere una tensione continua per produrre lo stesso effetto termico.
Guardando la figura 2 ( sempre sotto )
figura 2
si può comprendere meglio questo concetto: si tratta della stessa tensione di figura 1, ma che adesso è stata raddrizza; le semionde negative sono state ribaltate, e per tale motivo la tensione non scende più sotto lo zero. Nei punti più alti essa raggiunge un valore di circa 310 V, ma in altri scende a zero. Se con tale tensione alimentiamo per esempio una stufa, si produrrà un certo riscaldamento; con esperimenti pratici si rileva che per ottenere lo stesso riscaldamento utilizzando una tensione continua occorre utilizzare una tensione del valore di 220 V. Tale valore viene detto "valore efficace" della tensione alternata che abbiamo descritto.
Tornando adesso al trasformatore usato per l'alimentatore, quando diciamo che il suo secondario genera una tensione di 9 V, in realtà la tensione prodotta è quella che si vede in figura 3.
Figura 3
Tale tensione, dopo essere stata raddrizzata, assume l'aspetto che si vede in figura 4.
Figura 4
Con l'aggiunta di un condensatore, che si carica in corrispondenza dei valori più alti, si ottiene una tensione quasi continua, di valore medio prossimo a 12 V, come indica il tracciato evidenziato in azzurro
nella figura 5.
Passando dalla forma d'onda della figura 1 a quella della figura 2, non solo sono spariti i valori negativi, ma anche è variata la frequenza: mentre prima un ciclo intero si svolgeva in 20 ms, nella figura 2 vediamo che le semionde si ripetono uguali a distanza di 10 ms una dall'altra.
Questo significa che la frequenza della pulsazione è passata da 50 hz a 100 hz, e quindi è raddoppiata.
