Le Energie

LA CORRENTE ELETTRICA

Gli atomi sono la parte più piccola che compongono la materia. Esistono 92 atomi diversi.

Gli atomi hanno carica neutra.

La forza elettrica tiene insieme le parti dell’atomo.

Che cos’è la corrente elettrica?

La corrente elettrica è un movimento di elettroni, in particolare di quelli liberi.

Conduttori e isolanti

I materiali conduttori e gli isolanti sono necessari per far funzionare gli apparecchi elettrici.

CONDUTTORI: sono i materiali che si lasciano attraversare con facilità dalla corrente elettrica.

Tre grandezze della corrente (legge di Ohm)

La corrente viene definito con 3 grandizze: gli ampere (A), i volt (V) e gli ohm (Ω). Queste grandi dimensioni sono messe in relazione dalla legge di Ohm che stabilisce che: “l’intensità della corrente elettrica (A) che scorre in un conduttore sviluppato al crescere della tensione (V) e diminuisce al crescere della resistenza (Ω).

L’intensità di corrente corrisponde al passaggio di un numero di elettroni al secondo in una sezione di circuito.

La tensione elettrica è il dislivello elettrico a cui vengono mantenuti gli elettroni. Questo dislivello è creato dal generatore di corrente, che trasferisce gli elettroni dal polo positivo al polo negativo.

La resistenza di un conduttore è la capacità di opporsi al passaggio della corrente.

Potenza ed energia

dalle tre grandizze principali derivano due grandizze: la potenza di un apparecchio, l’energia è il suo consumo di corrente.

Potenza (watt)

Energia (wattora)

GENERATORI DI CORRENTE

La pila e l’accumulatore sono generatori chimici di corrente, non hanno parti in movimento. Quando è inserito in un circuito elettrico è inserito una reazione chimica che genera una corrente continua .

L’alternatore è un generatore meccanico di corrente alternata. Al suo interno contiene un magnete cilindrico Che QUANDO gira nel filo di rame avvolto in Una bobina Una Corrente alternata .

PILA

La pila è un generatore di corrente continua, in cui l’energia chimica si trasforma in energia elettrica. La pila eroga energia per un certo periodo di tempo poi si “scarica” ​​cioè non eroga più corrente. Questo è dovuto al consumo di un elettrodo che si corrode, pertanto non può essere caricata. Le pile ricaricabili non sono altro che accumulatori.

Esistono due tipi di pile:

-pila normale: pila a secco 1,5V

-pila alcalina: a lunga durata 1,5V e esterno uguale alla precedente, interno diverso dalla precedente

accumulatore

L’accumulatore è un apparecchio elettrico che, prima energia elettrica e l’accumulo sotto forma di energia chimica; in un secondo tempo eroga energia elettrica un utlizzatore sotto forma di corrente continua. Questo processo di carica e scarica può essere ripetuto molte volte, perché gli elettrodi non si esauriscono.

MAGNETE

Il magnete è un corpo di ferro a forma di barretta che è stato magnetizzato e genera attorno a un campo magnetico. Il magnete è un elemento dell’alternatore, perché la sua forza magnetica spinge gli elettroni in una certa direzione. Le estremità di un magnete si chiamano poli e sono detti polo nord (N) e polo sud (S). I poli sono sempre di nome e di carica contrari e non si possono separare.

ALTERNATORE

L’alternatore è una macchina rotante che, quando gira, genera corrente alternata.

E ‘composto da:

• rotore: è un magnete cilindrico di forza notevole, questo è multipolare, ovvero quattro poli nord e quattro poli sud.
• statore: sono otto piastre di ferro disposte ad anello. Esse sono un contatto con un rocchetto e un polmone di filo arrotolato, dove ci sono miliardi di miliardi di elettroni liberi di muoversi.

TRASFORMATORE DI ENERGIA

Il mese scorso abbiamo partecipato ad un incontro con un esperto di energie e abbiamo fatto diversi esperimenti.

Abbiamo riscontrato la corrente elettrica che transita tra due metalli.

Abbiamo illuminato un pannello fotovoltaico per far accendere una lampadina.

Abbiamo illuminato un pannello fotovoltaico per far muovere una macchinina a energia solare.

Abbiamo spostato gli elettroni di un palloncino caricandolo da un lato positivamente e dall’altro negativamente. È possibile raggiungere una carica neutra attirava la scatola di metallo verso di sé.

Abbiamo creato un magnete vicino a un filo di rame per generare in esso l’energia che poi ha acceso una lampadina.

L’ENERGIA

L’energia è la capacità di un sistema di esercizio di un lavoro.

Serve energia ogni volta che si compie un lavoro.

L’energia non si crea e non si distrugge ma si trasforma. Passando da una forma ad un’altra parte dell’energia si disperde sotto forma di calore.

Esistono diverse forme di energia:

• termica: produce calore che si ottiene per combustione o attrito
• chimica: si ottiene dalla reazione delle molecole al calore (combustione), si trasforma in energia termica e radiante
• nucleare: si ottiene modificando gli atomi della materia (principalmente di uranio e idrogeno)

• meccanica: ne servono due tipi, potenziale posseduto da un corpo in alto e cinetica posseduto da un corpo in movimento.
• radiante: le radiazioni solari collegate luce e calore e attraverso i pannelli solari si ottiene energia termica mentre attraverso quelli fotovoltaici si ottiene energia elettrica
• elettrica: si ottiene dalle altre forme di energia

L’ENERGIA ELETTRICA

Con il termine elettricità sono tutti i fenomeni fisici nei quali intervengono cariche elettriche.

L’energia elettrica è detta secondaria perché deriva da altre forme di energia.

I circuiti elettrici collegati grazie alla forza elettromagnetica per mezzo della quale le cariche opposte si attraggono e quelle uguali si rispingono.

CONDUTTORI E ISOLANTI

I materiali conduttori sono quelli che “perdono” alcuni elettroni, rendendoli liberi di spostarsi da un atomo all’altro. Sono i metalli, i corpi umidi e le soluzioni di acqua e vendita.

I materiali isolanti non “perdono” elettroni. Sono il vetro, le materie plastiche e il legno.

I vantaggi dell’energia elettrica sono:

• è facilmente trasportabile e distribuibile
• è facilmente trasformabile
• non produce inquinamento nel luogo di consumo
• è comoda da usare

Gli svantaggi sono:

• è difficile da immagazzinare
• ci sono perdite nella trasformazione dalle fonti primarie
• produrre inquinamento nella produzione partendo da petrolio, carbone ecc …
• crea problemi ambientali e di sicurezza

LE FONTI DI ENERGIA

Le fonti di energia si dividono in due gruppi:

• rinnovabili: risorse naturali che si rigenerano alla velocità con cui vengono consumate.
• non rinnovabili: risorse naturali che vengono consumate con una velocità maggiore rispetto a quella necessaria per la loro rigenerazione.                                               

ENERGIE RINNOVABILI

• energia eolica : il vento fa ruotare le pale eoliche che regolano l’elettricità.
• energia solare : il sole colpisce le celle fotovoltaiche che elettriche.
• energia idroelettrica : l’appartenenza a un tipo di energia particolare, l’energia di movimento (per sfruttarla richiede una diga). L’acqua colpisce la pallina della turbina che osserva l’alternatore che produce energia elettrica.

ENERGIE NON RINNOVABILI

• petrolio : ha avuto origine centinaia di milioni di anni fa dallo sprofondamento di alcuni mari; il plancton e altri animali marini grazie ad alcuni batteri sono trasformati in petrolio. E ‘molto inquinante (soprattutto per l’uso e la conoscenza) me è indispensabile nella nostra società per: produrre il carburante dell’auto, il gas delle bombole per la cucina, il riscaldamento, la plastica, il colle le vernici e alcune medicine .
• carbone : ha avuto origine centinaia di milioni di anni fa dallo sprofondamento di alcune foreste che grazie a particolari batteri si sono trasformati in carbone. Esistono due tipi di miniere, quelle classiche e quelle “a cielo aperto” che sono più sicure per i lavoratori ma molto più dannose per l’ambiente.

LA CENTRALE IDROELETTRICA

L’acqua è la fonte più antica di energia usata dall’uomo.

Una centrale idroelettrica trasformata scorrendo l’acqua in energia elettrica.

Una centrale idroelettrica ha molti componenti:

• diga: è uno sbarramento
• canali di derivazione: ascoltare l’immagine dalla diga al pozzo piezometrico
• pozzo piezometrico: accumulo d’acqua
• condotte forzate: tubazioni in pendenza
• sala macchine: sala in cui ci sono le turbine
• turbina: è offerto dalla ruota del mulino
• organo di regolazione dell’acqua

• girante o albero di trasmissione: produrre energia meccanica ed è collegato all’alternatore
• alternatore: trasformare l’energia meccanica in energia elettrica
• trasformatore: abbassa l’intensità della corrente
• sottostazione: immette l’elettricità nella rete elettrica
• rete elettrica: distribuisce l’elettricità nelle aree

Qunata energia produce una centrale dipende da:

•  salto utile: la differenza di dislivello dal livello dell’acqua iniziale (nel bacino) e della sala macchine.
•  portata: volume di acqua in metri cubi che passa in una sezione di condotto in un secondo.

Una centrale idroelettrica valorizza il territorio, riduce le emissioni e soddisfa il fabisogno di migliaia di famiglie.

Tutto il processo è monitorato dal centro di controllo, 24 ore su 24, se ci sono problemi si interviene immediatamente per le riparazioni.

Con l’attenzione della tacnologia quasi tutti gli impianti sono controllati a distanza da un centro di telecontrollo.

IL NUCLEARE IN ITALIA

Fu il fisico italiano Enrico Fermi a realizzare la prima reazione nucleare a catena controllata della storia.

Nel 1959 ad Ispra fu costruito il primo reattore nucleare, rappresentato dalla pubblica era a favore del progetto e nel 1966 si raggiunse la produzione di 3,9 miliardi di kWh.

L’Italia era il terzo produttore al mondo di energia elettrica proveniente da centrali nucleari, questa rapida crescita si è conclusa nel 1986 dopo un reattore della centrale nucleare di Chernobyl esplose. Nel paese fu bloccata da parte del Piano Energetico Nazionale che prevedeva la costruzione di nuovi centrali nucleari.

L’otto novembre 1987 il popolo italiano votò contro l’energia atomica, era fu il referendum soprannominato “referendum sul nucleare”; con questo voto fu sancito l’abbandono del nucleare come forma di approvvigionamento energetico.

Il referendum del 12 e 13 giugno 2011 ribadì la volontà di non costruire centrali atomiche in Italia e distrusse i piani atomici del governo. Per mezzo di questa decisione oggi l’Italia è l’abitato tra le grandi nazioni industrializzate senza centrali atomiche e importa l’80% dell’energia che consuma, essa viene utilizzata per la maggior parte da centrali nucleari situate a meno di 200 km dal confine e da fonti energetiche non rinnovabili.

In Italia però abbiamo ancora sette siti nucleari noti (che sono ancora smantellati completamente).

L’ENERGIA NUCLEARE

L’energia da movimento alla materia, senza energia non c’è vita e non c’è evoluzione.

Ci sono 450 centrali nucleari nel mondo di cui 150 sono in Europa occidentale.

Vantaggi di produrre energia nucleare:

• emissioni di CO2 vicine allo zero nella produzione
• costi energetici ridotti del 20%
• indipendenza energetica dagli altri paesi

procedimento:

• estrazione della materia prima: l’Uranio
• raffinazione dell’Uranio
• arricchimento dell’uranio (viene arricchito poco e non è utilizzabile per scopi nucleari)
• grazie all’arricchimento si ottiene una miscela adatta per la fissione nucleare, che viene trasformata in pastiglie di combustibile nucleare
• il combustibile nucleare viene messo nei reattori nucleare dove avviene la fissione nucleare.

La fissione nucleare è il processo attraverso il quale “sparando” un neutrone all’interno di un atomo esso si divide in due atomi più piccoli liberando parte della sua massa sotto forma di energia.

I REATTORI NUCLEARI:

Un reattore nucleare è formato da:

• barre di controllo: barre fatte di un materiale che assorbe i neutroni liberi
• nocciolo: parte più interna del reattore nel quale verrà inviato il combustibile nucleare che verrà “bombardato” con un neutrone.

Esistono diversi tipi di reattori nucleari, si differenziano uno dall’altro per:

• combustibile usato
• sostanza usata per fermare la reazione
• sistema di raffreddamento e generazione del vapore

I reattori più usati sono chiamati PWR (con acqua pressurizzata) che non emettono sostanze radioattive di CO2.

I RIFIUTI

I rifiuti prodotti da una centrale nucleare si dividono in tre tipi:

• rifiuti a bassa attività: tempo di decadimento 20-30 anni, componenti il ​​90% dei rifiuti prodotti da una centrale
• rifiuti a media attività: tempo di decadimento 300 anni, materiali derivanti dallo smantellamento di vecchie centrali nucleari
• rifiuti ad alta attività: è il combustibile esaurito e ha un tempo di decadimento migliaia di anni.

Una centrale nucleare produce in media 80 m3 di rifiuti a media e bassa attività e 9-15 m3 di rifiuti ad alta attività all’anno.

I primi per essere smaltiti vengono messi in apposite strutture, i secondi vengono conservati all’interno delle centrali per poi venire riutilizzati o essere messi in appositi depositi sotterranei fino a quando non cessato di essere radioattivi.

LA SICUREZZA

La sicurezza in una centrale nucleare è la cosa più importante e viene controllata dai dipartimenti sovranazionali.

IL PROTOCOLLO DI KYOTO

Questo trattato internazionale è stato sottoscritto l’11 dicembre 1997 ma è entrato in vigore il 16 febbraio 2005, con la firma della Russia, perché la somma delle spese degli stati aderenti deve superare il 55% delle transazioni mondiali. Complessivamente è stato firmato da più di 180 Paesi in occasione della riunione dell’ONU sui cambiamenti climatici.

Il protocollo ha preso il nome della città giapponese dove è stato promulgato.

Il protocollo si occupa dell’ambiente e in particolare del surriscaldamento globale e il suo obbiettivo è ridurre le emissioni di gas inquinanti; 

La durata prevista era di 4 anni ma è stata prolungata di 8 con l’accordo di Doha.

L’obbligo più importante è ridurre le emissioni di elementi che comportano l’inquinamento.

Gli Stati che inizialmente hanno firmato e applicato il protocollo sono 141 di cui 39 industrializzati ma collegati se ne sono aggiunti molti.

L’obbiettivo dei Paesi aderenti è ridurre del 5,2% le emissioni globali.

L’Italia ha messo in atto quanto scritto nel protocollo il primo giugno del 2002.

Fra gli stati che non fanno parte del protocollo di Kyoto ci sono gli Stati Uniti e il Canada che è stato il primo ad uscire.

Per chi non rispetta le leggi del protocollo sono previste multe molto salate ma si possono acquistare quotazioni da chi ha prodotto meno anidride carbonica di quella pianificata.

Per quest’anno è stata fissata la scadenza del protocollo di Kyoto e l’Unione Europea ha stabilito delle condizioni più restrittive per ridurre le emissioni. Si punta a ridurre l’inquinamento del 20% e i membri ci stanno riuscendo.