Domanda:

A quanto viaggia la corrente nelle linee elettriche?

Risponde admin

Se ci riferiamo all'effettiva velocità d'assieme delle cariche che dà luogo alla corrente, quella che si sovrappone alla velocità casuale di tipo termico, è in realtà piccolissima: pochi decimi di mm al secondo. Se poi pensiamo all'alternata, in cui le cariche oscillano, possiamo dire addirittura che non si spostano dalla loro posizione, se non impercettibilmente.
Ma il moto d'assieme che ha origine nel punto in cui l'interruttore si chiude, si trasmette all'insieme di tutte le cariche, che sono gli elettroni liberi, del conduttore.
La tensione elettrica generata dallo spostamento delle cariche si propaga dunque lungo la linea come un’onda ad una velocità che, nel caso di linea ideale, quindi priva di perdite (resistenza dei conduttori e conduttanza dell’isolamento entrambe nulle) è data da

v = 1/radQ(l*c)

dove l e c sono, rispettivamente, l’induttanza e le capacità unitarie della linea. Il loro prodotto non dipende dalla geometria della linea ma solamente dalle caratteristiche del mezzo in cui si estendono campo elettrico e campo magnetico. Ad esempio per una linea bifilare, se D è la distanza tra i conduttori ed r il loro raggio si ha:

l=( m /3.14)*ln(D/r)
c=(3.14*e)/ ln(D/r)

essendo m ed e rispettivamente la permeabilità magnetica e la costante dielettrica del mezzo. Quindi

v=1/radQ(l*c)=1/radQ(m *e)

E’, come noto l'espressione della velocità di propagazione di un’onda elettromagnetica. Per linee aeree il mezzo elettromagnetico è l’aria, quindi

m=1.256*10^-6 H/m ed

e= 8.85*10^-12 F/m, valori per i quali si ha

v=3*10⁸ m/s, la velocità della luce nel vuoto.

Per linee in cavo la velocità è inferiore in quanto aumenta la costante dielettrica del materiale. La permeabilità magnetica invece rimane immutata.
Ad esempio se la costante dielettrica relativa è 4, la velocità di propagazione diventa la metà: 150.000 km/s. Tenendo conto delle perdite l’espressione della velocità di propagazione si complica, diminuisce ma rimane comunque su quegli ordini di grandezza.