Corrente Elettrica&co

INDICE:

CORRENTE ELETTRICA

1. Che cos’è l’elettricità

2. Che cos’è e com’è formato un atomo

3. Tensione, intensità e resistenza

ELETTROMAGNETISMO – ALTERNATORE

4. Il magnetismo

5. L’ induzione elettromagnetica

6. Alternatore

7. Schema generale centrale elettrica

CENTRALI ELETTRICHE A FONTI RINNOVABILI E NON RINNOVABILI

8. Centrali elettriche a fonti rinnovabili e non rinnovabili

9. L’energia solare

10. L’energia eolica

11. L’energia dalle maree

12. L’energia dai rifiuti

LA CORRENTE ELETTRICA &CO

By Giorgia, Rebecca, Alice

CHE COS’È L’ELETTRICITÀ ?

L’elettricità è una proprietà fisica della materia che si manifesta per mezzo di fenomeni di attrazione è respingimento tra corpi.

COS’È E COM’È FORMATO UN ATOMO ?

• La materia è costituita da molecole, che sono le parti più piccole di una sostanza che conservano le proprietà chimiche della sostanza stessa. Le molecole a loro volta derivano dall’unione di atomi. Tutti i 92 elementi chimici che esistono in natura (carbonio, idrogeno, rame, ferro, ecc.) sono costituiti da atomi formati da:
• Un nucleo, posto all centro, al cui interno ci sono due particelle diverse: i neutroni e i protoni;
• Gli elettroni, che sono delle particelle più leggere che si muovono intorno al nucleo. In queste particelle si trovano le cariche elettriche:
• Negative, quelle degli elettroni;
• Positive, quelle dei protoni.
• Le cariche positive del nucleo attraggono verso di loro le cariche negative al di fuori del nucleo, grazie a una forza elettrica, che tiene insieme gli atomi.

TENSIONE, INTENSITÀ E RESISTENZA

• L’elettricità è un flusso di elettroni lungo un conduttore. Nel cavo elettrico che collega due corpi ci puó essere il flusso della corrente elettrica solo se tra essi c’è una differenza di potenziale elettrico. Questa differenza di potenziale prende il nome di tensione.
• Se aumentiamo la differenza di potenziale, ovvero la tensione, aumenterà l’intensità della corrente. Si arresta quando nel cavo elettrico, con il passaggio degli elettroni, quando la differenza di potenziale va in equilibrio. Per mantenere questa differenza costante, in modo che la corrente continui a passare attraverso il cavo, occorre un generatore di corrente elettrica, un apparecchio, cioè che mantenga costante la tensione tra i due corpi collegati dal cavo.
• Il primo generatore della storia è stato la pila, inventata da Alessandro Volta e in suo onore che L’Unità di misura della tensione è stata chiamata volt e si indica con la letteraV. L’intensità con ma lettera I, e la resistenza con la lettera R.
• La resistenza del conduttore, ovvero la misura dell’ostacolo che il conduttore oppone al fluire degli elettroni. Anche se il cavo elettrico permette il passaggio degli elettroni, questo puó venire influenzato da alcuni fattori: il materiale che costituisce il cavo, la lunghezza del cavo, la sua sezione. Possiamo dire che:
• Se il materiale è buon conduttore, opporrà una migliore resistenza al passaggio della corrente;
• Se il cavo elettrico è molto lungo, gli elettroni troveranno più ostacoli nel loro passaggio e quindi la resistenza sarà maggiore;
• Se la sezione del cavo aumenta, ci sarà  più spazio per il passaggio della corrente e la resistenza diminuirà.

IL MAGNETISMO

Definizione: è la capacità che hanno alcuni corpi, alcuni materiali di attirare a sè il ferro e gli elementi ferrosi.

La magnetite è un minerale che ha questa capacità ed è quindi un magnete naturale, esistono anche diversi magneti artificiali (che sono quindi realizzati dall’uomo), abbiamo come esempio la calamita. I magneti artificiali si possono poi distinguere in magneti temporanei e magneti permanenti. Gli ultimi mantengono la magnetizzazione per molto tempo mentre quelli temporanei funzionano come magneti solo se messi a contatto con una calamita.

Caratteristiche di ogni magnete:

– le due parti all’estremità sono i poli magnetici e sono quelli con potere di attrazione.

– queste due parti si chiamano rispettivamente polo nord e polo sud.

– sono le due parti opposte (polo nord con polo sud) ad avere potere di attrazione, mentre se si avvicinano due parti dello stesso segno (polo sud con polo sud e polo nord con polo nord) si respingono.

Il magnete circondato da un campo magnetico, che è lo spazio in cui il magnete riesce ad attrarre i corpi ferrosi. Nel campo magnetico sono presenti le linee di forza che escono dal polo nord e rientrano in quello sud.

L’INDUZIONE ELETTROMAGNETICA

L’uomo è riuscito a costruire industrialmente le calamite creando dei campi magnetici generati da una bobina in cui passa la corrente elettrica.

Allo stesso modo un campo magnetico può generare una corrente elettrica.

Se muoviamo una calamita all’interno di una bobina (filo di rame sistemato a spirale) e ai capi della bobina colleghiamo un amperometro (strumento apposito per misurare l’elettricità) osserviamo che si genera corrente elettrica. Questo fenomeno è detto induzione elettromagnetica ed è stato scoperto nella prima metà del XIX secolo.

L’esempio più comune di applicazione dell’elettromagnetismo è la dinamo delle nostre biciclette.

La dinamo è formata da un rotore e uno statore, il rotore è il magnete e lo statore è la bobina. Il magnete è messo in movimento dalla ruota e ai capi della bobina si genera corrente per la lampadina. Più forte si pedala più il rotore gira veloce e più la lampadina illumina con maggiore intensità.

L’ALTERNATORE

L’alternatore sfrutta l’induzione elettromagnetica, è una macchina elettrica formata da un rotore e uno statore e genera corrente alternata.

In questo caso lo statore è il magnete mentre il rotore è la bobina.

Una bobina si muove tra i poli di un magnete, a differenza della dinamo in cui è il magnete a muoversi all’interno di una bobina, la corrente si dice alternata perchè è interrotta continuamente dall’alternanza i poli.

L’alternatore e la dinamo seguono la stessa legge, la legge dell’ induzione elettromagnetica; il primo genera corrente alternata e invece la dinamo corrente continua.

È in tutte le centrali tranne che nei pannelli fotovoltaico.

SCHEMA GENERALE DELLE CENTRALI ELETTRICHE

CENTRALI ELETTRICHE A FONTI RINNOVABILI E NON RINNOVABILI 

L’elettricità è una forma di energia indispensabile in tutti i paesi moderni, essa viene prodotta nelle centrali elettriche. 

Una centrale elettrica è di grandi dimensioni e produce energia elettrica. Esistono vari tipi di centrali elettriche:  

• energia idroelettrica  
• energia delle maree 

• le biomasse 
•  l’energia dall’idrogeno 
• l’energia geotermica 
• l’energia eolica 
• energia solare 

L’energia solare: è l’energia termica o elettrica, che si produce sfruttando le radiazioni solari che raggiungono la terra. Le radiazioni non arrivano tutte sul nostro pianeta ma il 35% viene riflesso verso lo spazio dalle nuvole, dall’atmosfera e dalla superficie terrestre. Il 14% è assorbito dalla stessa atmosfera e quindi fa da filtro. Il 15% viene assorbito dalla terra e dagli oceani.  

Il sole invia circa 200 watt per metro quadrato all’anno; anche l’energia solare ha un limite e dato che non è molto concentrata non è semplice trasformarla in in energia utile. I modi per trasformarla in energia utilizzabile sono tre: il pannello solare termico, il pannello fotovoltaico, il pannello solare a concentrazione. 

L’energia eolica: trasforma l’energia cinetica, quindi del vento, in energia elettrica. Il sole riscalda il nostro pianeta ma la terra non rilascia il calore nell’atmosfera allo stesso modo, gli oceani infatti impiegano più tempo a riscaldarsi e cedono calore più lentamente del terreno quindi l’aria più calda tende a salire e una volta in alto si raffredda nuovamente, questi movimenti causano il vento. Le caratteristiche del territorio influiscono molto sugli spostamenti dell’aria e quindi sulla potenza del vento; è molto forte dove ci sono pochi ostacoli per esempio nelle pianure e in mare aperto. Le grandi eliche che si vedono in campagna o in montagna sono gli aerogeneratori e sono alte tra i 40 e 60 m per poter recuperare più vento senza trovare ostacoli. È composta da una torre, una navicella, tre pale e un rotore. 

L’energia delle maree: le maree sono movimenti che alzano e abbassano il livello del mare dovuti all’attrazione gravitazionale della luna. Si può usare questo movimento dell’acqua per produrre energia elettrica, appunto dagli anni 60 esiste sulla costa atlantica francese vicino a Saint-Malo un impianto che produce molta energia e che ha però anche un impatto ambientale molto alto. La centrale funziona grazie a una barriera di cemento simile a una diga, che viene scavata dall’acqua quando la marea si alza. L’acqua quando cade aziona il moto di turbine che trasformano l’energia in energia elettrica fondo.

L’energia dai rifiuti: sono i materiali di scarto delle attività industriali, agricole e domestiche che possono essere buttati in discarica e quindi poi recuperati o riciclati, oppure possono essere impiegati come combustibile per produrre energia attraverso i termovalorizzatori. Prima di essere bruciati i rifiuti subiscono una selezione per togliere i metalli, il vetro e le parti umide; resta un miscuglio chiamato CDR, è composto da plastica gomma e rifiuti urbani che vengono tritati in blocchi chiamati ecoballe per essere poi inviati all’inceneritore. Non si può considerare una fonte di energia rinnovabile perché è originato dal petrolio che non è rinnovabile. Un’altro sistema può essere il biogas che si ottiene dai rifiuti organici spezzettati e ammucchiati ad azione microbica che li fa fermentare.

Centrali elettriche a fonti non rinnovabili: utilizzano combustibili fossili come il carbone, petrolio gas naturali uranio, plutonio