Concetti Chiave
- L'energia è la capacità di compiere lavoro e si presenta in diverse forme, tutte riconducibili all'energia solare.
- Il Sole rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra, da cui derivano tutte le altre forme energetiche.
- L'energia elettrica, considerata una forma pregiata, deriva dalla trasformazione di altre forme di energia e offre numerosi vantaggi, come pulizia e facilità di trasporto.
- Le centrali elettriche, come termoelettriche e idroelettriche, trasformano energie diverse in energia elettrica attraverso impianti specifici, come turbine e alternatori.
- Le centrali idroelettriche sfruttano la caduta dell'acqua per generare energia elettrica, mentre le centrali nucleari producono calore tramite fissione nucleare per azionare le turbine.
L’energia è la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro o più semplicemente è la materia che muove o si trasforma.
Forme di energia e il sole
L’energia si presenta sotto forme diverse: energia meccanica, elettrica, chimica, termica, idraulica, luminosa, magnetica ecc. Queste forme di energia non sono altro che i diversi aspetti di trasformazione di un solo tipo di energia, quella solare.
Il Sole, fonte primaria di energia, inonda la terra di una quantità considerevole di energia luminosa e da esso proviene tutta l’energia terrestre.
Energia elettrica: fonte secondaria
Anche l’energia elettrica, usata quotidianamente, non è una fonte energetica primaria ma deriva dalla trasformazione di altri tipi di energia e per questo viene definita secondaria.
L’energia elettrica abbondantemente prodotta e utilizzata per l’illuminazione, il riscaldamento, il funzionamento dei motori, l’alimentazione delle industrie e per i mezzi di trasporto è l’energia che viene trasmessa più rapidamente e costituisce la forma di energia più comoda e pregiata per vari motivi:
• Può essere ottenuta facilmente e in abbondanza da altre forme di energia
• Può essere erogata e utilizzata in quantità esattamente controllate
• È un’energia pulita, non inquina ed è silenziosa
• Non richiede veicoli per il trasporto e può essere facilmente trasferita anche a grandi distanze
• Può essere facilmente trasformata in altre forme di energia, si dimostra flessibile ed adattabile alle più svariate possibilità.
Produzione di energia elettrica
L’energia elettrica viene prodotta in parte da apposti impianti i quali trasformano varie forme di energia nell’energia meccanica necessaria al funzionamento dei generatori. Tali impianti prendono il nomadi CENTRALI ELETTRICHE.
Gli elementi essenziali di una centrale sono:
• la turbina: costruita da pale fissate su un centro e disposte a raggera;
• l’alternatore: un sistema di magneti collegati alla turbina, posti nelle vicinanze di un conduttore.
CENTRALE TERMOELETTRICA
Centrale termoelettrica
Il carbone, insieme all’olio combustibile, viene utilizzato per alimentare le centrali termoelettriche. In queste centrali si ha una trasformazione dell’energia termica, sviluppata da una combustione, in energia meccanica, per mezzo di una turbina; quindi l’energia meccanica viene trasformata in energia elettrica per mezzo degli alternatori.
SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DI UNA CENTRALE TERMOELETTRICA
Funzionamento centrale termoelettrica
Il carbone (o l’olio combustibile) brucia in caldaia; l’acqua assorbe il calore e si trasforma in vapore che viene inviato in turbina. Nella turbina avviene la trasformazione dell’energia termica in energia meccanica di rotazione; la turbina è collegata all’alternatore, macchina che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.
CENTRALE IDROELETTRICA
Le centrali idroelettriche utilizzano la caduta delle acque dei fiumi e dei torrenti, raccolte in grandi bacini artificiali, creati sbarrando le valli con le dighe.
L’acqua raccolta nel bacino artificiale viene convogliata, attraverso un canale derivatore, alle condotte forzate. Il getto violentissimo dell’acqua, che esce sotto pressione delle condotte, colpisce le pale di una turbina, mettendola in rotazione. A sua volta, la turbina è collegata ad un generatore di corrente elettrica (alternatore). Prima di essere utilizzata, la corrente subisce un abbassamento di tensione che la porta prima a 6000 volt e, infine, prima di arrivare alle nostre case, a 220 volt.
L’energia idroelettrica è un tipo di energia rinnovabile, e quindi non soggetta ad esaurimento, particolarmente importante per quei Paesi, come l’Italia, poveri di combustibili fossili.
SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DI UNA CENTRALE IDROELETTRICA
Funzionamento centrale idroelettrica
L’acqua viene raccolta in un bacino, chiuso da una diga, fatta confluire ad una condotta forzata, da dove esce sotto pressione e va a colpire le pale di una turbina accoppiata ad un alternatore.
CENTRALE A TURBOGAS
L’impianto è costituito da un compressore, da una camera di combustione e da un gruppo turboalternatore.
CENTRALE NUCLEARE
Il funzionamento di una centrale nucleare è abbastanza semplice; nel reattore, dove si trova il combustibile nucleare, avviene una fissione controllata, da questo processo si sviluppa una grande quantità di energia sotto forma di calore.
Il calore generato serve per produrre vapore che, espandendosi in una turbina, fa ruotare un alternatore ad essa collegato: si ottiene così energia elettrica.
Domande da interrogazione
- Qual è la fonte primaria di energia sulla Terra?
- Perché l'energia elettrica è considerata una fonte secondaria?
- Quali sono i vantaggi dell'energia elettrica rispetto ad altre forme di energia?
- Come funziona una centrale termoelettrica?
- Qual è il principio di funzionamento di una centrale idroelettrica?
Il Sole è la fonte primaria di energia, da cui deriva tutta l'energia terrestre, inondando la Terra di energia luminosa.
L'energia elettrica è definita secondaria perché deriva dalla trasformazione di altre forme di energia, come quella meccanica o termica, e non è una fonte energetica primaria.
L'energia elettrica è comoda e pregiata perché può essere ottenuta facilmente, controllata in quantità, è pulita, silenziosa e facilmente trasferibile a grandi distanze.
Nelle centrali termoelettriche, il carbone o l'olio combustibile bruciano in caldaia, producendo calore che trasforma l'acqua in vapore, il quale aziona una turbina per generare energia elettrica tramite un alternatore.
Le centrali idroelettriche sfruttano la caduta dell'acqua dai bacini artificiali per far ruotare una turbina, che è collegata a un alternatore per produrre energia elettrica.
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