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Ci sono componenti in un circuito elettrico che hanno la proprietà di immagazzinare energia senza dissiparla e quindi di poterla restituire.

Extracorrente di apertura.

Gli avvolgimenti, come le bobine dei relè o dei trasformatori o dei motori, hanno la proprietà di immagazzinare energia quando c'è corrente.

Questa proprietà si chiama induttanza e l'energia immagazzinata è data da 

 

\[E_L=\dfrac{1}{2}*L*I^2\]

Quando la corrente è nulla, nelle bobine l'energia immagazzinata è nulla.

Quando circola corrente, nell'induttanza si immagazzina una energia che è proporzionale al quadrato della corrente.

La corrente nel circuito elettrico si può annullare:

a) anullando la tensione che lo alimenta (in corrente continua) oppure 

b) interrompendo il circuito.

In entrambi i casi l'energia immagazzinata nelle induttanze (le bobine) che prima erano percorse da corrente deve essere annullata in quanto la mancanza di alimentazione porta all'annullamento della corrente.

L'annullamento della corrente non è mai istantaneo ed avviene attraverso uno scambio di energia che dalle induttanze deve trasferirsi a qualche componente del circuito.

Nel caso a), che viene realizzato annullando la tensione sul circuito in cc, l'energia si trasferisce dalle induttanze al generatore ed alle resistenze elettriche presenti nel circuito; la corrente non si annulla subito dopo che la tensione è stata annullata ma diminuisce smorzandosi: questa è la extracorrente di apertura. In questo caso l'energia immagazzinata dalle induttanze viene restituita al generatore e dissipata dalle resistenze.

Nel caso b), che viene realizzato con un interruttore che apre il circuito elettrico, si ha un fenomeno un po' più complesso che consiste in una sovratensione di apertura. La corrente, non potendo annullarsi istantaneamente a causa dell'apertura del circuito, persiste come extracorrente che va a caricare capacità parassite disposte nei dintorni dei due contatti in apertura. L'energia magnetica in questo caso si trasferisce alle capacità e viene immagazzinata come energia elettrostatica:

 

\[E_C=\dfrac{1}{2}*C*V^2\]

A parità di energia elettrostatica, capacità piccole devono caricarsi a tensioni elevate per immagazzinare tutta l'energia magnetica e consentire l'annullamento della corrente.

Questo è il motivo per cui si vedono scintille sui contatti degli interruttori all'apertura dei circuiti: la sovratensione ionizza l'aria compresa fra i contatti e provoca la scarica elettrica.

I condensatori sui contatti elettrici in alcuni circuiti servono per diminuire le sovratensioni ed impedire la formazione di scintille ed archi elettrici.

In corrente continua e nei circuiti elettronici si usano anche diodi di libera circolazione che mantengono chiuso il circuito fino a quando la extracorrente non si estingue per dissipazione dell'energia.

Vedere anche qui.

Extracorrente di chiusura.

La chiusura di un circuito con induttanze avviene sempre con corrente che cresce gradualmente ma non parlerei di extracorrente.

Le extracorrenti di chiusura si manifestano con circuiti con capacità (condensatori) le quali per andare in tensione devono prima caricarsi assorbendo corrente in aggiunta. Quando hanno raggiunto la tensione di esercizio non hanno più bisogno di assorbire corrente per caricarsi ed il generatore eroga quella necessaria al funzionamento degli apparecchi.

Passa un po' di tempo prima che le capacità dei circuiti si carichino e raggiungano la tensione di esercizio e questo spiega perché si vede sempre un ritardo all'avvio di apparecchiature che hanno delle capacità come i circuiti elettronici del tipo di quelli che alimentano le lampade a LED.

Lo stesso ritardo lo si avverte allo spegnimento proprio perché le capacità si devono scaricare prima che siano disalimentati i LED.

I cavi sottomarini so o un caso particolare in quanto data la loro lunghezza sono visti dal generatore come carichi fortemente capacitivi e la loro messa in tensione è problematica proprio per le grandi extracorrenti di chiusura.

E in corrente alternata?

Cosa succede in corrente alternata visto che, di fatto, il circuito viene alimentato e disalimentato in continuazione?

Va precisato che non si tratta di interruttori che chiudono ed aprono ma di tensione che cresce, diminuisce, si annulla, si inverte etc …

Anche lì c'è scambio di energia induttiva o capacitiva tra generatore e circuito e questo provoca lo sfasamento della corrente rispetto alla tensione … ma questo è un altro capitolo.

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