energia

LA CORRENTE ELETTRICA è un movimento di cariche elettriche elementari, cioè un flusso di elettroni. In particolare i protagonisti della corrente sono gli ELETTRONI LIBERI , mentre gli altri restano al loro posto.

• CONDUTTORI : sono i materiali che si lisciano attraversando con facilità dalla corrente elettrica, come i metalli (rame, alluminio, oro) le soluzioni elettrolitiche (acqua e vendita) ei gas ionizzati (come tutto l’interno dei tubi al neon)
• ISOLANTI : sono la ceramica, il vetro, la gomma, le materie plastiche, il legno secco, l’olio …… sostanze che impediscono il passaggio della corrente elettrica.

TRE GRANDEZZE DELLA CORRENTE:

La corrente che scorre in un circuito elettrico viene definita da tre grandizze principali: AMPERE (a), VOLT (V), OHM (Ω). Sono legato tra i Loro Dalla  LEGGE DI OHM : “L’intensità della corrente elettrica (ampere)

• L’INTENSITÀ DI CORRENTE (ampere)

L’intensità di corrente unitaria corrisponde al passaggio di circa 6 miliardi di miliardi di elettroni al secondo attraverso una sezione del circuito e la misura in ampere.

• TENSIONE (volt)

La tensione elettrica (o differenza di potenziale) è il dislivello elettrico a cui vengono mantenuti gli elettroni e si misura in volt (V).

• RESISTENZA  (ohm)

La resistenza di un conduttore è la capacità di opporsi al passaggio della corrente e si misura in ohm (Ω).

POTENZA ED ENERGIA

Dalle tre grandizze Principali derivati DUE GRANDEZZE di uso PRATICO : la POTENZA E “Quello che sa fare” un apparecchio; l’ Energia è il suo consumo di corrente.

• POTENZA (watt) 

La potenza di un apparecchio elettrico si calcola moltiplicando l’intensità della corrente (ampere) che attraversa che attraversa il filamento, per la tensione (volt) alla quale è sottoposta:

watt = ampere x volt

I l WATT (W) per indicare la potenza nei piccoli apparecchi.

I l KILOWATT (kW) per i grossi apparecchi

• ENERGIA (wattora)

L’energia consumata da un apparecchio, quella che vuole pagare nella bolletta, è misurata dalla sua potenza (watt) moltiplicata per il tempo di funzionamento (ore).

I l WATTORE (Wh) per indicare il consumo dei piccoli apparecchi.

io kilowattora (kWh) peri grossi apparecchi.

GENERATORI DI CORRENTE

P ILE E L’ACCUMULATORE sono GENERATORI CHIMICI di corrente.

Formati da un contenitore sigillato con dentro piastre metalliche e sostanze corrosive, senza parti in movimento.

Quando l’unità è inserita in un circuito elettrico si tratta, tra le piastre e il prodotto chimico, le reazioni chimiche che generano una CORRENTE CONTINUA.

L ‘ALTERNATORE è un GENERATORE MECCANICO di corrente.

Contiene un magnete cilindrico che quando gira induce nel filo di rame avvolto in una bobina una CORRENTE ALTERNATA.

PILA

È un generatore di CORRENTE CONTINUA, in cui l ‘ENERGIA CHIMICA si trasforma in ENERGIA ELETTRICA.

1. PILA NORMALE (O DI LECLANCHÈ)

È il tipo comune di pila a secco, con 1,5V di tensione

formata da tre parti principali:

 – CONTENITORE CILINDRICO di zinco è il polo negativo (-)

– L’ELETTROLITA è la pasta nerastra con sali di ammoniaca che ricopre il contenitore;

– BASTONCINO DI CARBONE affondato nella pasta è il polo positivo (+)

2. PILA ALCALINA : è una pila a lunga durata, con l’esterno uguale alle altre pile, con all’interno diverso: contiene un altro elettrolita

3.PILE IN SERIE : se si collega in serie più pila da 1,5 V, si ottengono tensioni multiple (3 V, 4,5 V …)

accumulatore 

È  un apparecchio elettrico, che, in un primo momento, ASSORBE ENERGIA ELETTRICA e l’accumulo sotto forma di ENERGIA CHIMICA ;in un secondo tempo EROGA L ‘ENERGIA ELETTRICA un utilizzatore sotto forma di CORRENTE CONTINUA.

MAGNETE

E  un corpo di ferro a forma di barretta che è stato magnetizzato e genera attorno a un campo magnetico.

È un elemento dell’alternatore, perché la sua forza magnetica spinge gli elettroni in una certa direzione.

ALTERNATORE

L’alternatore è una macchina rotante che, quando gira, genera CORRENTE ALTERNATA.

ENERGIA 

FORME E FONTI

L’energia si manifesta in DIVERSE FORME cioè con diverse modalità:

• ENERGIA TERMICA : è il CALORE e si può ottenere da una COMBUSTIONE o per ATTRITO tra due corpi.
• ENERGIA CHIMICA : è immagazzinato all’interno delle molecole di certe sostanze (es. Carburanti), si libera attraverso una REAZIONE CHIMICA (es. Combustione) sotto forma di LUCE (energia radiante) e CALORE (energia termica)
• ENERGIA NUCLEARE : deriva da PROFONDE MODIFICHE della struttura stessa della materia, elaborati attraverso diversi atomi come l’URANIO e l’IDROGENO.
• ENERGIA ELETTRICA : in natura si manifesta nei fulmini (ma noi non siamo equipaggiati di sfruttarla), la produzione partiamo da altre forme di energia attraverso macchine dette GENERATORI.La materia è regolata da ATOMI, costituiti da una volta da un NUCLEO CENTRALE a cui intorno ruotano gli ELETTRONI.In certi materiali detti CONDUTTORI gli ELETTRONI riescono a muoversi da un atomo all ‘altro e il movimento degli ELETTRONI genera ELETTRICITÀ.
• ENERGIA RADIANTE : quella proveniente dalle RADIAZIONI SOLARI le cui manifestazioni sono LUCE e CALORE, si propaga nell’aria attraverso ONELETTROMAGNETICHE.Sfruttata per produrre: ENERGIA TERMICA attraverso PANNELLI SOLARI TERMICI ed ENERGIA ELETTRICA attraverso PANNELLI FOTOVOLTAICI.
• ENERGIA MECCANICA : può essere: POTENZIALE (o di POSIZIONE) se è posseduta da corpi che si muovono in una certa altezza da terra o ENERGIA CINETICA : cioè che possiedono i corpi in movimento.

PRINCIPIO DI CONSERVAZIONE DELL ‘ENERGIA: 

L’energia non si crea e non si distrugge si trasforma da una forma all’altra, durante le trasformazioni parte dell’energia viene persa sotto forma di CALORE e non è più utilizzabile.

FONTI DI ENERGIA 

Cioè da dove la ricaviamo

• RINNOVABILI : sono RISORSE NATURALI che si rigenerano alla velocità con cui vengono consumati. Es.: Energia idrica, energia solare, energia eolica, geotermica e quella ricavata dalle biomasse.
• NON RINNOVABILI : sono quelli che consumano una velocità maggiore di quella necessaria alla loro RIGENERAZIONE. Es .: Combustibili fossili el ‘uranio dell’ energia nucleare.

FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI E NON RINNOVABILI

FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE

• ENERGIA EOLICA : grandi masse di aria calda e fredda che si scontrano, originano il vento che fa ruotare le pallide eoliche le quali, a loro volta, viene fornita l’elettricità. Il vento è una fonte di energia che non finisce mai.
• ENERGIA SOLARE : il sole da energia tutta la Terra quando i suoi raggi colpiscono le celle fotovoltaiche, viene fornita l’elettricità elettrica. Il sole è una fonte di energia che non finisce mai.
• ENERGIA DELL’ACQUA : la conoscenza è un’energia particolare: la chiamata L’ENERGIA DI MOVIMENTO per lo sfruttamento è una diga, l’essere viene fatto precipitare verso la valle che colpisce il pallino di una turbina Elettricità. L ‘acqua è una fonte di energia che non finisce mai.

FONTI DI ENERGIA NON RINNOVABILI

• PETROLIO: ha avuto origine centinaia di milioni di anni fa, dallo sprofondamento di antichi mari così il plancton ed altri animali marini, anche grazie a particolari batteri, si sono trasformati in petrolio. Il petrolio è una risorsa energetica che presto o tardi finirà. inquina gravemente arie e mare, ma è indispensabile nella nostra società fa da carburante alle auto, ci è garantito da scaldare la casa …..)
• CARBONE: origine originaria di milioni di anni fa, dallo sprofondamento di antiche foreste, così gli alberi; anche grazie a particolari batteri si sono trasformati in carbone. Il carbone è una risorsa energetica che presto o tardi finirà.

CENTRALE IDROELETTRICA

IL CICLO DELL ‘ACQUA determinato: 

• Dall ‘EVAPORAZIONE DELL’ ACQUA TERRESTRE
• Dalla FORMAZIONE DI NUBI
• Dalle PRECIPITAZIONI

Mette a disposizione dell’uomo una fonte energetica rinnovabile: quella IDROELETTRICA

COSTRUZIONE di una CENTRALE IDROELETTRICA:

la costruzione di una centrale idroelettrica è stabile alla realizzazione di uno sbarramento chiamato DIGA o TRAVERSA che fornisce l’accumulo delle acque resa disponibile dall’ENERGIA POTENZIALE, compresi quelli centralizzati idroelettrici prive di sbarramento, che sfrutta solo il CORSO DEL FIUME e chiamate: ad ACQUA AFFLUENTE.

L’acqua è trasportata alla centrale idroelettrica attraverso i CANALI DI DERIVAZIONE, tubazioni collegate a POZZO PIEZOMETRICO, da questo pozzo la conoscenza è incanalata nelle CONDOTTE FORZATE, che sfrutta un ampio dislivello e la vendita fino a MACCHINA SALA, l’ultima ora alla centrale ed è convogliata nella TURBINA, in ogni turbina c’è un organo fisso che dirige e regola il flusso dell ‘acqua verso un organo mobile la GIRANTE, che spinge dall’ conoscenza dell’energia ENERGIA MECCANICA, L ‘ALTERNATORE collegato all’ articolo della la turbina è un dispositivo che trasforma l’energia meccanica di ROTAZIONE in ENERGIA ELETTRICA. L’energia elettrica deve essere trasformata per questo passaggio attraverso il trasformatore, che ABBASSA L ‘

L’ENERGIA NUCLEARE

Nel mondo sono in funzione 450 REATTORI NUCLEARI di 150 solo in Europa Occidentale. L’Italia importa oltre l’80% dell’energia che consuma tratta per lo più da combustibili fossili, Quasi tutta l’energia che importa è fornita da 26 REATTORI ATOMICI in funzione a meno di 200 km dai nostri confini.

IL COMBUSTIBILE NUCLEARE

Nei reattori si utilizza uranio a basso arricchimento prodotto che si ottiene dopo una lavorazione complessa: si inizia con l’estrazione del minerale di uranio dai giacimenti sotterranei o di superficie, si prosegue con i processi di RAFFINAZIONE si ottiene il GIALLO TORTA si passa al processo di arricchimento. Alla fine del processo di arricchimento si ottiene una miscela che contiene la percentuale adatta di uranio per ottenere la FISSIONE, da questa sostanza si tratta di PASTIGLIE DI COMBUSTIBILE NUCLEARE tubi metallici. il cuore del reattore è il nocciolo che contiene gli elementi di combustibile nucleare utilizzati per la fissione.

fissione

Si verifica quando un neutrone si scontra con un nucleo di uranio separandolo in 2 parti liberando altri neutroni e una grande quantità di energia il processo si ripete innescando una REAZIONE A CATENA che genera CALORE dentro gli ELEMENTI di COMBUSTIONE. La reazione a catena è controllata regolando l’inserimento delle BARE DI CONTROLLO (costituite da materiali che assorbono) nel nocciolo racchiusi all’interno di una struttura in acciaio e alta resistenza chiamata VASSE.

Reattori

I reattori si classificano in base:

• Al tipo di COMBUSTIBILE usato
• al tipo di MODERATORE (sostanza per rallentare i neutroni)
• al sistema di RAFFREDDAMENTO e GENERAZIONE DEL VAPORE

Più diffuse quelle ad acqua leggera LVR dove i modelli di reattore sono 2 tipi:

• BWR: in cui l’evaporazione dell’acqua avviene nello stesso recipiente che contiene il combustibile.
• PWR: per produrre vapore si utilizza un circuito idraulico diverso da quello che contiene l’immagine di raffreddamento.

Centrali ad acqua pesante:

• CANDUN: il combustibile è URANIO NATURALE e si usa l’immagine pesante sia come MODERATORE che come REFRIGERANTE.

RIFIUTI

Un centrale nucleare produce composti RADIOATTIVI i quali restano sigillati all ‘interno degli elementi di combustibile, divisi in 3 categorie in base al loro tempo di decadimento:

• 1 ° CATEGORIA: è a BASSA ATTIVITÀ il cui tempo di decadimento può arrivare a 20-30 anni si tratta del 90% dei rifiuti.
• 2 ° CATEGORIA: è a MEDIA ATTIVITÀ il cui tempo di decadimento è di circa 300 anni.
• 3 ° CATEGORIA: è a ALTA ATTIVITÀ il tempo di decadimento può arrivare a migliaia di anni.

LA SICUREZZA

Tutte le centrali vengono gestite secondo la procedura standardizzata a livello mondiale, diversi organi sovranazionali hanno il compito di verificare continuamente il rispetto dei livelli di sicurezza.