1.1 Breve storia

L'evoluzione storica dell'electrical engineering è un'opera che ha richiesto secoli di scoperte e intuizioni, a volte casuali. Volendo fare un riassunto, possiamo tentare un elenco (lungi dall'essere esaustivo) dei principali artefici le cui scoperte hanno portato alla fisionomia attuale di questa scienza:

• William Gilbert (1540-1603), fisico inglese, fondatore della scienza del magnetismo, pubblicò il De magnete, un trattato sul magnetismo, nel 1600.
• Charles A. Coulomb (1726-1806), ingegnere e fisico francese, pubblicò le leggi dell'elettrostatica in sette memorie all'Accademia Francese delle Scienze tra il 1785 ed il 1791.
• Alessandro Volta (1745-1827), fisico italiano, inventò la pila elettrica. Da lui discende il nome dell'unità di potenziale elettrico (volt).
• Hans Christian Oersted (1777-1851), fisico danese, scoprì il legame tra l'elettricità ed il magnetismo, nel 1820. Le unità della forza di un campo magnetico discendono dal suo nome.
• Andre Marie Ampère (1775-1836), matematico, chimico e fisico francese, quantificò sperimentalmente la relazione tra il campo elettrico ed il campo magnetico.
• Georg Simon Ohm (1789-1854), matematico tedesco, si interessò della relazione tra tensione e corrente e quantificò il fenomeno della resistenza. I suoi primi risultati furono pubblicati nel 1827. Il suo nome è legato all'unità di resistenza.
• Michael Faraday (1791-1867), sperimentatore inglese, dimostrò l'induzione elettromagnetica nel 1831. Il suo trasformatore elettrico ed il suo generatore elettromagnetico segnarono l'inizio dell'età della potenza elettrica. Il suo nome è legato all'unità di capacità.
• Joseph Henry (1797-1878), fisico americano, scoprì l'autoinduzione nel 1831 circa, ed il suo nome è stato designato a rappresentare l'unità di induttanza. Ha anche contribuito alla struttura del telegrafo, che fu più tardi perfezionata da Samuel F. B. Morse.
• Carl Friedrich Gauss (1777-1855), matematico tedesco, e Wilhelm Eduard Weber (1804-1891), fisico tedesco, pubblicarono un trattato nel 1833 in cui descrivevano la misura del campo magnetico terrestre. Il Gauss è l'unità di forza del campo magnetico, il Weber è l'unità del flusso magnetico.
• James Clerk Maxwell (1831-1879), fisico scozzese, elaborò la teoria elettromagnetica della luce e le leggi dell'elettrodinamica. La moderna teoria dell'elettromagnetismo è interamente fondata sulle equazioni di Maxwell.
• Ernst Werner Siemens (1816-1892) e Wilhelm Siemens (1821-1883), inventori ed ingegneri tedeschi, contribuirono all'invenzione ed allo sviluppo delle macchine elettriche, come anche al perfezionamento delle scienze elettriche. La moderna unità di conduttanza è legata al loro nome.
• Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894), scienziato e sperimentatore tedesco, scoprì la natura delle onde elettromagnetiche e pubblicò le suo scoperte nel 1888. Il suo nome è associato all'unità di frequenza.
• Nikola Tesla (1856-1943), inventore croato, emigrò negli USA nel 1884, inventò i sistemi di potenza elettrici polifasi ed il motore ad induzione. Fu pioniere dei moderni sistemi di potenza a corrente alternata. Il suo nome è impiegato per rappresentare l'unita della densità di flusso magnetico.

Avremo modo nel proseguio del corso di approfondire le tematiche e le terminologie qui richiamate solo a titolo esemplificativo.

1.2 Le unità di misura

Nel seguito noi useremo il Sistema Internazionale di Misura (abbreviato SI) per indicare tutte le quantità in gioco. E' pertanto di fondamentale importanza prendere dimestichezza fin d'ora con queste quantità. Il Sistema Internazionale si basa su sei unità fondamentali, mostrate in tabella 1.1. Poiché, in pratica, è spesso necessario descrivere quantità che sono multipli o sottomultipli dell'unità, si usano prefissi standard per denotare queste quantità secondo potenze a base 10. I prefissi sono illustrati in tabella 1.2. Rimandiamo ad altro corso in questo sito per i dettagli sul SI.

Tabella 1.1 Unità del sistema internazionale

Tabella 1.2 Prefìssi standard