Sovratensione

sovratensione chimica In elettrochimica, la differenza tra il potenziale posseduto da un elettrodo in determinate condizioni operative (in particolare per un dato valore della densità di corrente che lo attraversa) e quello dello stesso elettrodo in condizioni di equilibrio termodinamico (in assenza, perciò, di flusso netto di corrente). In questa accezione, è sinonimo di polarizzazione elettrolitica, e i fenomeni che determinano la s. sono legati alla cinetica della reazione elettrodica, alla presenza di gradienti di concentrazione nella zona circostante l’elettrodo, alla formazione di depositi isolanti sulla superficie elettrodica ecc.

Talora il termine s. viene riservato solo ai fenomeni del primo tipo, cioè alla polarizzazione chimica; essa dipende dal meccanismo della reazione di riduzione o ossidazione che ha luogo all’elettrodo, che comprende vari stadi; per es., la scarica dell’idrogeno avviene attraverso l’avvicinamento degli ioni alla superficie dell’elettrodo, il trasferimento di carica, la ricombinazione degli atomi a dare la molecola, l’allontanamento di quest’ultima. Vari fattori influenzano la s. oltre alla natura delle specie reagenti e dell’elettrodo, e in particolare la densità di corrente (➔ Tafel, Julius) e la temperatura (la s. diminuisce al crescere di quest’ultima).

In un sistema elettrochimico (pila o cella di elettrolisi) la s. complessiva è data dalla somma delle singole s.; così, per es., la differenza di potenziale da applicare per condurre un’elettrolisi a un certo valore di densità di corrente è data dalla somma del potenziale termodinamico, delle s. anodica e catodica e della caduta chimica dovuta alla resistenza dell’elettrolita. Da un punto di vista pratico, la s. è un fenomeno antagonista tanto in un processo elettrolitico quanto nel funzionamento di una pila; nel primo caso abbassa il rendimento dell’elettrolisi, nel secondo la potenza erogata. In alcuni casi, tuttavia, la s. può risultare utile: così, durante un’elettrolisi, fenomeni di s. possono rallentare o impedire il verificarsi di una certa reazione (che sarebbe termodinamicamente favorita), consentendo di far avvenire una reazione alternativa. tecnica In elettrotecnica, con riferimento a un circuito, a un apparecchio o a un impianto, si dice di tensione il cui valore superi notevolmente quello di normale funzionamento del circuito, dell’apparecchio o dell’impianto. Le s. che possono insorgere in un impianto elettrico sono dovute a numerose cause e generalmente si distinguono in s. di origine interna all’impianto stesso e s. di origine esterna. Le prime possono nascere negli impianti di trasmissione o di distribuzione in seguito a guasti (per es., per un cortocircuito tra una fase e la terra) o in seguito a manovre (per es., la disinserzione di un carico induttivo), nelle apparecchiature di conversione statica, per es. negli invertitori, in seguito al passaggio dallo stato di on a quello di off di un componente elettronico di potenza. Le seconde sono dovute essenzialmente a scariche atmosferiche sulla linea di alimentazione. Le s. si caratterizzano per il loro andamento nel tempo (valore massimo, durata, frequenza se sono di carattere oscillatorio ecc.) e si propagano lungo la rete. Per evitare danni agli impianti si opera con un’azione preventiva, riducendo fortemente le probabilità di scariche sui conduttori mediante l’installazione di funi di guardia, e con un’azione protettiva, disponendo in vicinanza delle apparecchiature più delicate (per es., i trasformatori) scaricatori opportunamente tarati.