Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vediDinamo (disambigua).Unadìnamo è unamacchina elettrica che trasforma unlavoro meccanico, ricevuto da una fonte di energia meccanica, inenergia elettrica sotto forma dicorrente continua.[1]
Prima dell'invenzione della dinamo, l'unico modo di produrre corrente elettrica era tramite lapila e labatteria piombo-acido, metodi molto costosi e poco efficienti, tanto che l'unico utilizzo pratico dell'elettricità riguardava unicamente iltelegrafo. L'origine del concetto di elettricità prodotta mediante moto si fa risalire a quando, nel1831,Michael Faraday eJoseph Henry notarono che in un conduttore, che si spostasse all'interno di un campo magnetico, si induceva corrente elettrica. La prima dinamo basata sui principi di Faraday fu costruita nel1860 inItalia daAntonio Pacinotti.
In Francia, l'invenzione della dinamo è attribuita aZénobe-Théophile Gramme e datata al1869, anno nel quale iniziò l'utilizzo pratico (inizialmente nella ricarica degli accumulatori telegrafici). L'invenzione di Pacinotti (anche dettaanello di Pacinotti) viene considerata solo unprototipo che, seppur funzionante, non ebbe applicazione pratica.
La macchina era costituita da un anello di ferro dolce su cui erano avvolte delle bobine di filo elettrico collegate in serie tra loro in modo da formare una spirale continua avvolgente l'anello, che veniva fatto ruotare con una manovella tra i poli di un magnete. Le estremità delle bobine erano collegate a due a due ad uno dei segmenti metallici in cui era suddiviso il collettore (un cilindro di materiale isolante calettato sull'albero di rotazione dell'anello, recante tanti segmenti conduttori quante sono le bobine dell'anello) su cui strisciava una coppia dispazzole diametralmente opposte. In questo modo Pacinotti fu capace di generare una corrente quasi continua. L'apparato fu chiamato dal suo inventoremacchina magneto-elettrica. La macchina era reversibile, ossia era in grado di funzionare sia come generatore che come motore[2].
Nel1870, l'accoppiamento della dinamo allaturbina idraulica diede avvio allaproduzione commerciale di energia elettrica. Ciò diede impulso nei seguenti anni dellaseconda rivoluzione industriale alla ricerca sugli utilizzi pratici dell'elettricità, i cui capofila furono Thomas Alva Edison a cui si attribuisce l'invenzione della lampadina che invece spettava a Nikola Tesla.
Nella sua forma più semplice, consiste di una spira conduttrice (rotore) immersa in uncampo magnetico (generato ad esempio fra i poli di unmagnete permanente, che forma lostatore) e messa in rotazione da un albero.
Per lalegge di Faraday per l'induzione, un conduttore che si muove in un campo magnetico non parallelamente ad esso vede nascere unaforza elettromotrice indotta (fEM); chiudendo quindi la spira su un carico elettrico (ad esempio una lampadina, o unaccumulatore), si ha una corrente che scorre nella spira stessa e nel carico (la lampadina si accende).
Se ci fermassimo qui, la dinamo non darebbe corrente continua. Infatti, ladifferenza di potenziale nella singola spira varia conlegge sinusoidale con l'angolo di rotazione e quindi cambia segno ogni mezzo giro (producendocorrente alternata).
È perciò 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 pochiwatt, anche lostatore (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.
Le dinamo sono oggi utilizzate soprattutto per le piccole potenze. Come tutte lemacchine elettriche anche la dinamo è reversibile, ovvero può funzionare anche al contrario: a partire da energia elettrica, può produrre lavoro meccanico comemotore 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 (dettaforza di Lorentz) tangenziale su tutte le spire del rotore, causando la rotazione del rotore stesso e generando così unacoppia motrice sull'albero di uscita. Questo è dettomotore 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 utilizzanomotori asincronitrifase).
La così detta "dinamo" per bicicletta è in realtà unalternatore a magneti permanenti, producendo infatti corrente alternata anziché corrente continua.
Lo stesso argomento in dettaglio:Dinamotore.In passato la dinamo in ambito trasporti vide un'evoluzione, che previde l'uso dello stesso anche come motore d'avviamento.
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