Cos’è la dinamo? Scopriamo di più su questo generatore elettrico

La produzione dell’energia elettrica non è sempre stata semplice come oggi: nella prima metà dell’800, infatti, era possibile ricavarla solo usando la pila o la batteria a piombo-acido, metodi di scarsa efficienza e costo elevato. 

• La storia della dinamo inizia quando, nel 1831, i fisici Michael Faraday e Joseph Henry notarono che un conduttore, muovendosi nei confini di un campo magnetico, era in grado di generare energia elettrica.  
• Basandosi su questo principio, il fisico italiano Antonio Pacinotti nel 1860 costruì una macchina magnetoelettrica, costituita da un magnete che riceveva un moto rotatorio da una manovella. Il magnete caricato positivamente o negativamente produceva energia elettrica a impulsi passando ripetutamente vicino a un pezzo di acciaio arrotolato in un cavo elettrico. Pacinotti aggiunse a questa macchina un convertitore, con cui trasformò la corrente alternata in corrente continua, creando così la prima dinamo.  
• Anni più tardi, nel 1869, il francese Zénobe-Théophile Gramme terminò di metterla a punto. 
• Il suo uso esplose durante la rivoluzione industriale, quando divenne un elemento fondamentale per la produzione di energia elettrica destinata all’utilizzo pratico. Tra i primi a usarlo a questo scopo fu Thomas Edison, che iniziò a vendere l’energia elettrica.  
• Tuttavia, dopo un periodo di dibattito scientifico che viene oggi ricordato come “la guerra delle correnti”, la tecnologia ad affermarsi definitivamente fu la corrente alternata, inventata da Nikola Tesla nel 1888 e molto più conveniente per trasmettere l’energia elettrica a distanza.

Il termine “dinamo” ha la sua etimologia nella parola greca dynamis, traducibile come forza, potenza, energia. In elettronica, la dinamo è una macchina rotante, a induzione, che serve a convertire energia meccanica in energia elettrica a corrente continua. 

Di fatto, dunque, la dinamo è un generatore di corrente che funziona trasformando il lavoro meccanico in energia elettrica. L’esempio pratico che conosciamo tutti è quello della dinamo da bicicletta: in tal caso la dinamo viene applicata al mozzo (ovvero, l’elemento centrale della ruota). Pedalando si produce energia cinetica che viene trasformata in energia elettrica che può essere utilizzata per alimentare strumenti e dispositivi del mezzo, come luci di posizione e faretto.

La dinamo si compone di tre parti fondamentali.  

1. La prima parte è un induttore fisso, destinato a produrre uno o più campi elettromagnetici mediante le sue coppie di poli.  
2. C’è poi un indotto rotante, contenente i conduttori nei quali si genera la forza elettromotrice per induzione elettromagnetica.  
3. Infine, ci sono un collettore a lamelle (o commutatore), rotante solidamente con l’indotto, e delle spazzole, ossia contatti fissi che poggiano sul collettore: queste due componenti servono a raddrizzare e raccogliere la tensione generata.

Oggi le dinamo sono utilizzate principalmente per piccole potenze, da pochi watt (nei modellini radiocomandati e negli utensili ed elettrodomestici a batteria) ad alcuni megawatt (nelle motrici ferroviarie, ad esclusione di quelle di più recente fabbricazione).  

L’impiego più diffuso è all’interno di gruppi di regolazione o di conversione di corrente alternata in corrente continua. 

È raro trovare dinamo utilizzate per la produzione di energia elettrica, seppur non impossibile. La dinamo viene usata per questo scopo a bordo di navi, aeromobili, autoveicoli e in gruppi elettrogeni trasportabili. 

Un esempio pratico? Parliamo di auto. Soprattutto quelle più moderne per funzionare hanno bisogno di molta energia elettrica. La batteria non sarebbe in grado, da sola, di soddisfare questa necessità e finirebbe con lo scaricarsi rapidamente. È a questo punto che entra in gioco l’alternatore. L’alternatore non è altro che una dinamo capace di convertire l’energia meccanica generata dal motore in energia elettrica, che viene accumulata in una batteria di piombo e utilizzata per alimentare le componenti elettriche dell’auto.

Molto spesso la dinamo viene confusa con l’alternatore. Ma cosa li differenzia?  

• Parlando di auto, abbiamo visto che anche l’alternatore è un dispositivo che trasforma energia meccanica – e nello specifico energia cinetica – in energia elettrica. Questo meccanismo si trova in tutti i tipi di centrale elettrica in cui il movimento di una turbina in rotazione viene sfruttato per generare energia. L’alternatore, però, genera corrente a tensione alternata. 
• A differenza dell’alternatore, con una dinamo è possibile ottenere una corrente a tensione continua. La dinamo, infatti, è un generatore elettrico che, oltre a un alternatore, dispone di un “raddrizzatore” che trasforma la corrente alternata in corrente continua. 

Cosa cambia tra corrente alternata e corrente continua?  

• Di fatto, la corrente continua usa un flusso di cariche elettriche costante, che circolano sempre nella stessa direzione attraverso un conduttore. La tensione resta sempre stabile nel tempo. 
• Nella corrente alternata il flusso delle cariche si inverte e l’intensità è variabile nel tempo e segue un andamento oscillatorio, passando da un massimo positivo a un massimo negativo.