Energia, Elettricista e centrali

L’energia e le sue forme

Energia termica: Quando riscaldiamo un corpo gli forniamo energia termica l’energia termica si può trasmettere in 3 modi.
Conduzione: Le molecole con temperatura maggiore a contato con quelle a temperatura minore cedono parte della loro energia termica.
I metalli sono dei buoni conduttori termici, mentre la plastica e il legno no
Convenzione: Le molecole nei liquidi e nei gas le loro masse di temperatura maggiore si spostano nelle zone con temperatura più fredda
Es. Radiatore
Irraggiamento: Energia trasmessa mediate raggi solari
Es. Pannelli solari
Energia luminosa: L’energia prodotta dal sole o luce artificiale fondamentale per gli esseri viventi sulla terra.
Gli scienziati hanno due teorie:
1. Corpuscolare: Composta da minuscole particelle proiettate dagli oggetti luminosi
2. Ondulatoria: Luce si propaga sotto forma di onde
Alla fine si pensa all’emissione di unità di energia detta fotoni.
Cioè che si comportano a seconda delle circostanze come un onda o come una particella.
Energia chimica: Energia potenziale contenuta nelle singole molecole che lo compongono infatti sono tenute insieme da legami chimici (unione di più atomi in una molecola dovuta a una forza di natura elettrostatica) se questa energia viene spezzata viene trasformata in diverse forme di energia (termica, solare, ecc…)
Che ci consentono di muoverci di scaldarci ecc…
Energia meccanica: Energia del movimento umano ma anche meccanico e naturale. L’energia dei corpi in movimento si chiama energia cinetica
Energia elettrica: Movimento ordinario all’interno di un materiale conduttore delle cariche elettriche elementari di segno negativo chiamate elettroni (uno delle tre particelle che compongono l’atomo dotata di una carica elettrica negativa. Gli altri due sono protoni e neutroni). I metalli hanno un elevato numero di elettroni liberi di muoversi da un punto all’altro. L’energia elettrica è facile da trasportare infatti arriva in casa in ufficio nelle industrie ecc…
Con un semplice allacciamento di fili.
Energia nucleare: L’energia nucleare si trasforma tramite due metodi:
1. Scissione: L’atomo (parte più piccola di un elemento presente in natura) diviso in 2 parti metodo usato nelle centrali
2. Fusione: Unione di due atomi leggeri per formarne uno pesante che viene chiamato Nocciolo
Energie rinnovabili e non
L’energia rinnovabile è una fonte inesauribile.
Le fonti di energia rinnovabile sono:
• Sole
• Mare
• Vento
• Calore presente nelle profondità del nostro pianeta (geotermica)
Classifichiamo le fonti energetiche in fonti primarie e fonti secondarie
Primarie: Fonti che stanno all’inizio di cicli di trasformazioni Es. luce solare.
Fonti non rinnovabili e inquinanti sono:
• Carbone
• Petrolio
• Metano
• Combustibili nucleari
Energia solare
Energia pulita, sicura e, da un certo punto di vista, assolutamente gratuita.
Le tecnologie per lo sfruttamento dell’energia solare al momento sono:
• I pannelli solari a liquido refrigerante, utilizzati per il riscaldamento dell’acqua.
• Produzione diretta tramite pannelli fotovoltaici
Il pannello solare a liquido refrigerante è composto da:
• Una superfice metallica in grado di assorbire il calore
• Una lasta trasparente che, posta sopra la superfice metallica, permette alla radiazione solare di entrare, evitando al calore di uscire
• Una serie di tubi nei quali circola un liquido che assorbe il calore dalla piastra metallica
• Una pompa che assicura la circolazione del liquido
• Uno scambiatore di calore in cui il calore del liquido viene trasferito all’acqua dell’impianto
• Un serbatoio in cui si accumula l’acqua riscaldata.
I pannelli montati sui tetti il massimo del calore quando i raggi solari sono perpendicolari e il cielo sereno ma funzionano anche col cielo nuvoloso.
I pannelli fotovoltaici sono composti da:
• Celle che trasformano l’energia solare in energia elettrica
• Modulo è costituito dalla connessione in serie di celle fotovoltaiche
• Pannello formato da più moduli montati su una struttura rigida
• Stringa insieme di pannelli collegati in serie
• Campo collegamento in serie di più pannelli
• Convertitore trasforma la corrente continua proveniente dai moduli in corrente alternata
Centrali idroelettriche
Le centrali idroelettriche sono composte da:
• Un bacino di raccolta dell’acqua, ovvero un lago artificiale in cui l’acqua è trattenuta da una diga.
• Una condotta forzata, costituita da una tubazione attraverso la quale l’acqua è convogliata fino a valle, dove arriva con una pressione molto elevata
• Uno stabilimento di centrali dove si trovano le turbine che utilizzando l’energia meccanica dell’acqua trasmettendola ai generatori di energia elettrica e poi inviata ai trasformatori
Es. Mulino
Le centrali geotermiche sono in parte simili a quelle tradizionali comprendono:
• Turbine
• Alternatori
• Condensatori per raffreddare il vapore utilizzato
Esistono 2 tipi di centrali:
1. Vapore secco: Vapore inviato direttamente alla turbina
2. Vapore dominante: Nel pozzo esiste già acqua e vapore
Carbone
Esistono 7 tipi di carbone:
1. Carbone di legna
2. Carbone fossile:
1. Torba: Formata nei millenni da muschi e alghe
2. Lignite: compre una struttura lignea
3. Litantrace: carbone di ottima qualità usato per riscaldamento e per produzione di coke metallurgici
4. L’antracite carbone di più antica formazione
5. Coke metallurgico carbone ottenuto dalla distillazione del litantrace usato per la produzione di gas di città e di acciaio
Petrolio
Costituito da una miscela di sostanze composte per lo più da idrogeno e carbonio.
Il petrolio si è formato in epoca preistorica a seguito della trasformazione dei residui di piante e animali.
L’estrazione del petrolio avviene tramite trivellazione su cui prima viene costruita una torre in acciaio per facilitare la fuori uscita del petrolio si pompa all’interno delle aste un fango molto fluido e risale all’esterno dell’asta trascinando la terra. Il petrolio per la pressione risale velocemente la superfice.
I cinque piani della distillazione del petrolio(greggio):
• Bitume e oli pesanti (350C)
• Gasolio (280-350C)
• Cherosene(200-280C)
• Benzine(100-200C)
• Gas di raffineria (meno di 100C)
Centrali termonucleari
Sono composte da:
• Barre di controllo
• Pompa
• Nocciolo del reattore la reazione di fissione avviene nel nocciolo del reattore e rilascia energia sotto forma di calore
• Acqua pressurizzata
• Generatore di vapore il calore rilasciato dal nocciolo viene dall’acqua nel generatore di vapore. Questo trasferimento di energia produce grandi quantità di vapore ad alta pressione
• Schermatura protettiva ad alta densità
• Turbina
• Vapori condensati
• Turbine e condensatore il vapore ad alta pressione fa girare a grande velocità le turbine. Mentre si raffredda, il vapore condensa e forma acqua liquida che viene reinserita nel generatore di vapore
• Condensatore
• Generatore di elettricità la rotazione delle turbine produce energia elettrica
• Acqua
• Filtro
• Acqua di raffreddamento in entrata
• Barre di carburante che contengono diossido di uranio
• Acqua di raffreddamento in uscita
Energia elettrica
La corrente elettrica è un flusso ordinato e continuo di elettroni che si muovono all’interno di un materiale conduttore.
Tensione: Spinta che mette in moto gli elettroni
Quantità di elettricità: Unità di misura per misurare volt cioè i coulomb = 6,24x10 alla diciottesima
Intensità di corrente: Corrente che passa in un secondo misurata in ampere
La resistenza elettrica: Nel loro movimento gli elettroni all’interno dei conduttori incontrano una resistenza che gli fa perdere energia questa resistenza si calcola facendo R=V/R si chiama ohm e l’intensità di corrente I=V/R
Gli effetti della corrente elettrica
Effetto termico: Gli elettroni attraversando un corpo conduttore incontrano una resistenza e gli cedono parte della loro energia e così facendo scaldano la temperatura Es.phon
Effetto chimico: sciogliendo Sali in acqua pura si provoca una reazione chiamata idrolisi nella quale le molecole si dividono. Dove una assume uno ione positivo e l’altra uno negativo così facendo l’acqua diventa un conduttore dopo diche viene immerso un generatore formato da una carica positiva e una negativa così facendo gli ioni sono attratti dalle cariche opposte e diventano neutri separandosi creando energia elettrica.
Accumulatori: batterie
Generatore
Collegamento in serie si ottiene collegando il polo positivo del primo generatore con il polo negativo del secondo
Solo lampade e luci di natale
Collegamento parallelo si ottiene collegando tra loro i poli di uguale segno di ciascun generatore
Elettrodomestici
Primo principio della fisica: Un corpo persevera nel suo stato di quiete o moto uniforme finché una forza non lo fa muovere / cambiare direzione
Secondo principio della fisica: L'accelerazione di un corpo è direttamente proporzionale e nella stessa direzione della forza netta agente su di esso, mentre invece è inversamente proporzionale alla sua massa
Terzo principio della fisica: La forza che agisce per uno spostamento esegue un lavoro
Per fare un lavoro serve energia da ciò deriva la definizione di energia di attitudine a svolgere un lavoro
L’ENERGIA NON SI CREA NE SI DISTRUGGE SI TRASFORMA
Il lavoro è l'energia scambiata tra due sistemi attraverso l'azione di una forza o una risultante di forze quando l'oggetto subisce uno spostamento e la forza ha una componente non nulla nella direzione dello spostamento