(la videolezione) La corrente continua, caratterizzata da un flusso unidirezionale e costante nel tempo di cariche elettriche, si differenzia fondamentalmente dalla corrente alternata (AC) per la sua stabilità e prevedibilità. Fu adottata da Edison verso la fine del 1800 agli inizi della distribuzione elettrica industriale. Successivamente però la tecnologia si è spostata verso la corrente alternata, inventata da Nikola Tesla, più conveniente per la trasmissione dell'energia elettrica a distanza.
I circuiti elettrici ed elettronici in corrente continua (DC) costituiscono l'ossatura portante di innumerevoli applicazioni tecnologiche, dalla microelettronica ai grandi sistemi di potenza. L'architettura di base di un circuito DC comprende tre elementi fondamentali: un generatore di tensione (tipicamente batterie, pile, alimentatori switching o celle fotovoltaiche), un conduttore che forma il percorso chiuso per la circolazione della corrente, e un carico che converte l'energia elettrica in altre forme di energia. La legge di Ohm (V=RI) rappresenta il principio cardine che governa il comportamento di tali circuiti, stabilendo una relazione lineare tra tensione, corrente e resistenza, mentre le leggi di Kirchhoff forniscono gli strumenti analitici per risolvere reti più complesse con multiple maglie e nodi.
Nell'ambito dell'elettronica analogica DC, particolare rilevanza assumono i circuiti di polarizzazione per dispositivi attivi come transistor bipolari (BJT) e a effetto di campo (FET), dove la scelta accurata dei punti di lavoro mediante reti di resistenze permette un funzionamento ottimale in regione lineare. I regolatori di tensione lineari (es. serie 78xx) e switching (convertitori buck, boost, buck-boost) svolgono un ruolo cruciale nel garantire livelli di tensione stabili nonostante variazioni del carico o della tensione di ingresso, con efficienze che possono superare il 95% nelle topologie più avanzate.
Sul fronte delle applicazioni industriali, i sistemi DC trovano impiego nei controlli motori (azionamenti per motori brushless), nei sistemi di automazione (controllo processi) e nelle reti di distribuzione per data center, dove l'adozione di architetture a 380V DC promette significativi risparmi energetici rispetto alle tradizionali soluzioni AC. Nel campo delle energie rinnovabili, i sistemi fotovoltaici e i banchi di batterie agli ioni di litio operano naturalmente in DC, richiedendo sofisticati sistemi di gestione dell'energia (BMS) e conversione DC/AC per l'immissione in rete. Oggi la corrente continua è anche adottata in alcuni elettrodotti (HVDC), nei cavi sottomarini e nell'alimentazione ferroviaria in alcune nazioni.
Le sfide emergenti nella progettazione di circuiti DC includono la gestione delle interferenze elettromagnetiche (EMI) in sistemi ad alta densità di potenza, lo sviluppo di materiali conduttori innovativi (grafene, nanotubi di carbonio) per ridurre le perdite resistive, e l'integrazione con tecnologie emergenti come la wireless power transfer e i sistemi di accumulo a stato solido. Con l'avvento dell'Internet of Things e dei dispositivi indossabili, i circuiti DC ultra-efficienti operanti a tensioni sempre più basse (sotto 1V) stanno aprendo nuove frontiere nella miniaturizzazione e nell'autonomia energetica.
L'evoluzione storica dei circuiti DC, dalle prime pile di Volta alle moderne smart grid ibride AC/DC, testimonia come questa tecnologia continui a essere protagonista dell'innovazione ingegneristica, adattandosi alle esigenze sempre più stringenti di efficienza, compattezza e sostenibilità ambientale. La comprensione approfondita dei principi fisici e delle tecniche progettuali legate alla corrente continua rimane quindi una competenza imprescindibile per qualsiasi professionista nel campo dell'elettronica e dell'ingegneria elettrica.
