by Alessandro Zambotti
Copyright © 2020
ENERGIA
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L’ENERGIA
L’energia è ciò che fa muovere tutto nell’universo da tirare un calcio in un pallone al movimento di una galassia, ma tutto parte dalla forza di attrazione tra elettroni – ai protoni +.
LA CORRENTE ELETTRICA
La corrente elettrica è un movimento di cariche elettriche elementari, cioè flusso di elettroni. In particolare ciò che provocano la corrente elettrica sono gli elettroni liberi, mentre gli altri restano al loro posto. Infatti, mentre circola la corrente ogni materiale non si consuma.
CONDUTTORI E ISOLANTI
Per far funzionare apparecchi elettronici è necessario usare materiali conduttori e materiali isolanti.
conduttori : i conduttori sono i materiali che si fanno attraversare facilmente dalla corrente elettrica come i metalli, le soluzioni elettrolitiche ei gas ionizzanti.
isolanti : i materiali che impediscono il passaggio della corrente elettrica.
TRE GRANDEZZE DELLA CORRENTE
La corrente che scorre in un circuito elettrico viene definita da tre grandizze: gli ampere (A), i volt (V), gli ohm. Queste sono legate tra loro dalla legge di Ohm.
Ampere: L’intensità della corrente elettrica.
Volt: tensione
Ohm: resistenza.
POTENZA ED ENERGIA
POTENZA
La potenza (watt): La potenza di un apparecchio elettronico si calcola moltiplicando l’intensità (A) per la tensione (volt).
watt = AX volt
Watt = potenza piccoli apparecchi elettronici
Kilowatt = si usa per grossi apparecchi (1Kw = 1000W)
ENERGIA
L’energia consumata da un apparecchio, è misurata dalla sua potenza (watt) moltiplicata per il tempo (ore)
Wattora (Wh) = serve per indicare il consumo di piccoli apparechi.
Kilowattora (kWh) = si usa per misurare il consumo di grossi apparecchi.
1 kiliwattora = 1kW X 1ora
GENERATORI DI CORRENTE
La pila e l’accumulatore sono generatori chimici di corrente. Sono composti da un contenitore sigillato con le piastre interne di metallo e sostanze corrosive (acido solforico, sali di ammoniaca), con nessuna parte in movimento. E collegato in un circuito elettrico, corrente continua continua. L’ALTERNATORE è un generatore meccanico con dentro un magnete cilindrico e quando gira, indotto nel filo di rame avvolto in una bobina una corrente alternata.
LA PILA
- Pila normale o di Leclanché 1,5 V di tensione ed e formata da tre parti Principali: contenitore cilindrico di zinco (polo negativo -), l’elettrolita E la pasta nerastra COMPOSTA da sali di ammoniaca Che riempie il contenitore, e la terza E Il bastoncino di carbone affondato nella pasta ed il polo positivo +.
- La pila alcalina e Una pila di una lunga durata, l’esterno e la forma Sono identici alle altre aste, ma l’interno cambia Perché usa un altro tipo di elettrolito.
- Funzionamento : attaccando due cavi uno sul polo + e uno sul polo – si ottiene corrente.
- La pila in serie: mettendo in serie più pila da 1,5 V di un altro tipo, si ottengono tensioni multiple.
accumulatore
L’accumulatore è un apparecchio che accumula energia sotto forma di energia chimica e può anche erogare energia sotto forma di energia continua. E questo processo si può fare più volte perché gli elettrodi non si esauriscono. L’ACCUMULATORE AL PIOMBO è una cella di plastica che contiene diverse piastre di piombo tra loro parallele e immerse in un acido solforico e acqua distillata. Il funzionamento è: per la potenza dell’energia delle reazioni chimiche sulle piastre in biossido di piombo e piombo spugnoso, acquista energia chimica e per la scarica le reazioni avvengono in senso inverso, l’energia chimica viene erogata in corrente continua.
IL MAGNETE
Il magnete è un corpo di ferro che è stato magnetizzato. Ed è un componente dell’alternatore perché con un magnete spinge gli elettroni in una certa direzione.
– i due poli: le due estremità di una magnete sono detti poli polo nord (N) e polo sud (S); un polo con un polo diverso si attraggono e invece due poli dello stesso tipo per due poli (N) si rispingono. 
ALTERNATORE
L’alternatore è un apparecchio rotante.
Componenti:
- Rotore (magnete), magnete cilindrico con una forza notevole, questo magnete con una forma multipolare, ovvero 4 poli nord e 4 poli sud.
- Statore , Sono otto piastre di ferro disposte ad anello. Esse sono un contatto con un rocchetto, con un filo lunghissimo di rame arrotolato, dove ci sono miliardi di elettroni liberi, integrati di spostamento. FUNZIONAMENTO –
- il magnete ruotato genera energia che viene trasmessa agli statori e sua volta gli statori fanno muovere gli elettroni nella bobina di rame e genera energia alternativa.
TRASFORMATORE DI ENERGIA
Il 12 febbraio alle ore 4 °, 5 °, 6 ° io e la mia classe abbiamo fatto un progetto di nome “trasformatore di energia” con il professore Pepe, un ingegnere elettronico che ci ha portato diversi modellini riguardo all’energia e ci ha fatto vedere degli esperimenti.
MODELLINI
Con il professore Pepe abbiamo visto diversi modelli di apparecchi elettronici come:
- Un pannello fotovoltaico collegato con un cavo elettrico a un piccolo vericello.
- Una macchinina con un pannello fotovoltaico integrato che ha funzionato le ruote e si spostava.
- Una torcia con dentro una calamita che si accendeva scuotendola.
- Un disco di medie dimensioni collegato con un’altra discoteca più piccolo che aveva una manopola e facendolo girare l’alternatore reso accendere un led.
- Un elettrometro fatto in casa che con un palloncino che era stato sfregato su una felpa prendeva gli elettroni. Con la sfera si appoggiava o si sfioravano due stelle fatte in alluminio, queste si spostvano verso i lati.
- Un piccolo motore rotante collegato con i fili elettrici in una pila che girava in posizione orizzontale.
- Una piccola pala eolica che soffiando azionava dei led.
Esperimenti
Con il professore Pepe abbiamo fatto anche alcuni esperimenti che sono elencati:
- Un palloncino sfregato sulla felpa di una mia compagna di classe che faceva muovere una scatola di biscotti metallici a forma di cilindro.
- Un altro degli esperimenti è stato: un elettroscopio era attaccato con le pinze a due monete di materiale diverso e toccando ciascuna con una mano, la stanghetta dell’elettroscopio si spostava come se ci fosse una scarica elettrica, questo perché in nostro corpo emana elettricità.
ENERGIA FORME E FONTI
LE FONTI
La maggior parte dell’energia sulla Terra proviene dal Sole:
- I vegetali fissano l’energia solare per tariffa la fotosintesi, la sua fabbrica fabbrica materia organica, che ha funzionato i combustibili fossili.
- Dal ciclo dell’acqua ricaviamo energia idroelettrica.
- Dal Sole produciamo energia termica e quella elettrica.
- Il sole ci da anche l’energia del vento.
- Le sole energie che non provengono dal Sole sono quella nucleare e quella geotermica.
LE FORME
Ci sono diverse forme e fonti di energia e vengono qua sotto riportate:
- Energia Termica: E ‘il calore che si ottiene da una combustione o per attrito da due corpi.
- Energia Chimica: E ‘contenuta in certe molecole e si delibera attraverso una reazione chimica e si delibera sotto forma di luce e calore
- Energia nucleare: si produce da profonde modifiche della struttura della materia, viene fornita da particolari atomi (come idrogeno e uranio)
- Energia elettrica: in natura energia elettrica si manifesta nei fulmini, noi utilizziamo partendo da altre fonti di energia, attraverso i generatori.
- Energia Radiante: E ‘quella che in natura viene emessa dalle radiazioni solari, le manifestazioni sono luce e calore e propaga nell’aria attraverso le onde elettromagnetiche e si sfrutta per produrre energia termica ed elettrica.
- Energia meccanica: l’energia meccanica può essere potenziale (o detta anche di posizione)
FONTI RINNOVABILI E NON RINNOVABILI
LE FONTI NON RINNOVABILI
Le fonti non rinnovabili sono quelle fonti che vengono consumate e una velocità maggiore di quanto usate rigenerate, dette anche esauribili. Sono le energie che derivano da:
Petrolio, Carbone, Metano o gas naturale e Uranio
LE FONTI RINNOVABILI
Le fonti rinnovabili sono le fonti energetiche che si rigenerano velocemente pari a quanto vengono consumate, anche se inesauribili. Sono quelle che derivano dal:
Sole, Vento, forza idraulica, geotermia, legna, rifiuti urbani, rifiuti organici animali, onde e maree, forza animale e forza umana.
ENERGIA ELETTRICA
L’Energia elettrica oltre che essere presente in natura nei fulmini, viene fornita anche dall’uomo artificialmente. Ed è detta energia secondaria perché ricavata da altre fonti.
I VANTAGGI E GLI SVANTAGGI DEL ENERGIA ELETTRICA
I vantaggi dell’energia elettrica sono molti:
E ‘facile da offrire e da distribuire, ritrasforma-bile facilmente, non produce polveri nel luogo di consumo ed è comodo da usare perché basta premere un interruttore.
Di svantaggi nell’energia elettrica sono:
difficile da immagazzinare, perdite nella trasformazione, la zona di produzione può causare problemi ambientali (inquinamento).
COME FUNZIONA UN CIRCUITO ELETTRICO
Il circuito su cui mi soffermerò e quello nella pagina sucesiva.
E lo ho realizzato io.
FUNZIONAMENTO
L’energia che fa muovere il circuito e all’interno della pila da 4,5 Volt, gli elettroni si muovono raggiungono all’interno di un doppio filamento. L’interruttore fornito di far passare gli elettroni e di non farli passare, se gli elettroni passano proseguono il loro passaggio e arrivano alla lampadina.
PICCOLI PROGETTI DI ELETTRONICA
in alcuni giorni io e il mio amico e compagno di classe Nikolas
abbiamo creato dei modellini elettronici e sono i seguenti riportati:
1.
E un piccolo ventilatore, il quale funzionamento è permesso da una pila da 9 V che a qui sono attaccati due i cavi elettrici (quello positivo e quello negativo). L’interruttore attivandosi fa passare gli elettroni e aziona la ventola.
I COMBUSTIBILI
I combustibili sono quei materiali che, bruciando in presenza di ossigeno (comburente), consumo di calore (energia termica).
Il valore economico di un combustibile dipende dalla quantità di calore sviluppato durante la combustione ed è detto potere calorifico espresso in kcal per kg o metricubi.
I carboni, i petroli ei gas naturali sono combustibili fossili.
CENTRALI ELETTRICHE
Le centrali elettriche sono impianti in cui si produce energia elettrica utilizzando le fonti energetiche primarie.
Ci sono diversi tipi di centrali, distinti a seconda delle fonti di energia usate; energie rinnovabili (inesauribili) e da fonti non rinnovabili (esauribili).
CENTRALI A ENERGIE RINNOVABILI
- idroelettriche = sfruttano la forza del acqua
- geotermiche = sfruttano il calore della terra
- solari = sfruttano il Sole
- eoliche = usato la forza del vento
- maremotrice = sfruttano le maree
- termovalorizzatori = bruciando i rifiuti urbani.
CENTRALI A ENERGIE NON RINNOVABILI
- termoelettriche = questi impianti usati: gasolio, gas metano, carbone, oli combustibili e derivati dal petrolio
- turbo gas = usato il gas metano e gasolio
- Nucleari = alimentate con uranio 235
- a ciclo combinato = queste centrali integrano una turbina a gas e una turbina a vapore.
LA CENTRALE IDROELETTRICA
L’energia idroelettrica è una fonte rinnovabile, e quindi non soggetta all’esaurimento. Nel nostro Paese questa energia è molto importante, perché siamo poveri di combustibili fossili. Utilizzato una turbina idraulica per produrre energia.
Ci sono tre tipi di centrale idroelettrica:
centrale ad acqua fluente, centrale a bacino, centrale a pompaggio.
CENTRALE AD ACQUA FLUENTE
Funziona sfruttando la portata naturale di un corso d’acqua, posta su livelli diversi, l’acqua viene fatta fluire in un bacino di carico e con un sistema di condotte l’acqua fa muovere la turbina idraulica che a sua volta fa andare l ‘ alternatore e produce energia elettrica. L’acqua usata poi viene trasportata da un canale di scarico e si rigetta nel corso.
CENTRALE A BACINO
Questa centrale funziona usando un bacino (serbatoio) che può essere di origine naturale o artificiale. E può essere addossato a diga o ad alta caduta.
L’acqua del bacino viene trasportata nelle condotte forzate fino alla turbina idraulica che produce energia.
Questo impianto a differenza di quello di flusso, richiede di regolare il deflusso di acqua alle esigenze.
CENTRALE A POMPAGGIO
Questo tipo di impianto deve avere due bacini a livelli diversi, uno a monte e uno a valle collegati con delle condotte forzate.
L’acqua del bacino di monte durante il minerale in cui è richiesta energia si sposta verso il bacino di valle dove si trovano le turbine che muovendosi l’utente elettrica. Nelle ore in cui la produzione di energia non è molto richiesta (durante la notte), l’acqua del bacino di valle viene pompata a monte, così si fa avanguardia per le ore in cui c’è maggior richiesta.
L’ENERGIA NUCLEARE
L’energia nucleare deriva dalle modificazioni della materia.
Questa cosa fu scoperta dal celebre scienziato Albert Einstein
Ma per ora si può usare in forma limitata.
I processi nucleari attuali hanno permesso solo in piccola parte di trasformare la materia in energia.
FISSIONE E FUSIONE NUCLEARE
La fissione nucleare:
La fissione o scissione nucleare consiste nella spaccatura di un nucleo di un’atomo, da una parte di un neutrone.
Il neutrone entra nel cuore dell’atomo lo spezza in due il nucleo, e il nucleo forma due nuclei più leggeri. Nelle centrali nucleari viene usato l’uranio che viene spaccato in due forme un nucleo di bario e un nucleo di kripton due elementi molto più leggeri dell’uranio. Se si sommano insieme la massa dei due nuclei acquistati dalla scissione si scopre che non si ottiene la stessa massa del nucleo iniziale ma minore, la massa che manca si trasforma in energia.
La fusione nucleare:
La fusione nucleare avviene nella fusione insieme di due nuclei di due atomi. Ed è praticamente il procedimento al incontrario della fissione nucleare. Quando due nuclei leggeri (nel Sole sono usati il deuterio e il trizio isotopi dell’idrogeni)
si riunisce in un solo nucleo (nel caso del Sole dell’Elio) e viene espulso in un neutrone. Si scopre che si somma la massa dell’elemento ottenuto risulta più leggero quindi la massa che manca si trasforma nell’energia. Questo procedimento si svolge di continuo nel nucleo del Sole.
LE CENTRALI NUCLEARI FUNZIONAMENTO
Il principio di funzionamento di una centrale nucleare e il seguente:
- Nel reattore o core dove si trova il combustibile nucleare, formato da pastiglie di uranio in cui avviene una fissione controllata.
- il calore prodotto dalla fissione nucleare è generato vapore che va messo in rotazione una turbina a vapore,
- il controllo della fissione avviene grazie a una barra di controllo: quando si vuole mantenere la potenza, si inserisce più o meno di una barra di controllo. in casi di guasto le barre vengono automaticamente utilizzate.
LA CENTRALE NUCLEARE
Nel mondo sono presenti circa 450 centrali nucleari di cui 150 sono presenti nel europa occidentale. La centrale nucleare produce una produzione di energia su larga scala e una bassissima emissione di Co 2.
IL COMBUSTIBILE
Nei reattori come combustibile si usa l’uranio e per produrlo ci vuole una lavorazione complessa:
1 estrazione del uranio
2 raffinazione da cui si ottiene il yellowcake
3 processo di arricchimento
4 alla fine del processo si ottiene una percentuale di uranio più adatta per ottenere la fissione, da questo processo si ottengono dalle vere e proprie pasticche di combustibile che vengono masse in dei speciali tubi metalliche nel reattore.
LA REAZIONE
La fissione nucleare accade quando un neutrone viene fatto scontrare con un nucleo di uranio, questa reazione fa spezzare il nucleo in due tempi di una grande quantità di energia e altri neutroni che si controllano contro altri neutroni e così si aziona una reazione a catena. Questo processo nella centrale può essere controllato da tubi metallici che assorbono i neutroni e che può rallentare la potenza del processo di fissione e se è collegato a tutto il caso per caso nei casi di allarme.
Le barre di controllo, i tubi del combustibile e tutto ciò che fa parte del reattore e racchiuso nel vaso: una struttura d’acciaio ad alta resistenza.
I REATTORI
Ci sono diversi tipi di reattore e si classificano dal tipo di combustibile che, dal tipo di moderatore e dal sistema di raffreddamento e dalla generazione di vapore.
Le centrali più diffuse sono quelle ad acqua leggera:
Light Water Reactor (LWR) dove i modelli di reattore possono essere di due tipi moderati ad acqua. Un tipo di queste centrali viene chiamato BWR dove l’evento viene realizzato nello stesso destinatario del combustibile.
L’altro tipo è il PWR dove l’evento è arrivato tramite impianti idraulici. Ci sono anche centrali ad acqua pesante come detti detti CANDU in cui il combustibile e l’uranio e si usa l’acqua pesante sia come moderatore che come refrigerante. La tecnologia PWR che vuol dire reattori raffreddati e in pressione e questo è il più diffuso nel mondo e questa categoria appartengono anche agli impianti EPR e sono di recente aggiornamento in Francia. Questo impianto è dotato di due circuiti idraulici separati, che è il generatore di vapore con cui vengono attivate le turbine non tramite MAI
I diversi reattori tra cui CANDO; VVER E EPR hanno caratteristiche simili ma hanno varie capacità di produzione: gli EPR hanno circa 1600 Mw di potenza, i VVER hanno tra 440-1200 Mw e CANDU tra 700-1200 Mw.
I RIFIUTI
Durante il normale funzionamento di una centrale viene espulsa una certa quantità di composti radioattivi, quali sono sigillati all’interno degli elementi di combustibile. Ci sono tre categorie di rifiuti divisi a secondo del tempo di decadimento della radioattività. La prima categoria è una bassa attività radioattiva e il tempo di decadimento e di circa venti 30 anni ed è circa il 90% dei rifiuti, la seconda categoria e un mezzo di attività e hanno un tempo di decadimento di circa 300 anni, sono componenti collegati in fase di esercizio o di smantellamento delle vecchie centrali. E la terza categoria è ad alta attività e può essere componente del combustibile o componenti dei cicli di riprocesso e il suo tempo di decadimento e di migliaia di anni. circa 80 metri cubi di rifiuti l ‘impianti di nuova generazione anno a bassa radioattività e quelli ad alta attività e tra i 9-15 metri cubi l’anno. I rifiuti a bassa e media attività vengono rinchiusi in strutture di cemento e appositi involucri di acciaio e spesso ricoperti dalla terra. Il combustibile esaurito ad alta attività invece viene conservato in apposite piscine che sono all’interno della centrale per un tempo di decina di anni, dopo che questo periodo è stato collegato in impianti di riprocessa mento o se non riprocessati in depositi a secco. o dopo un certo limite viene portato in un deposito geologico. Il combustibile esaurito ad alta attività invece viene conservato in apposite piscine che sono all’interno della centrale per un tempo di decina di anni,dopo che questo periodo è collegato in impianti di riprocesso mento o se non riprocessati in depositi a secco. o dopo un certo limite viene portato in un deposito geologico. Il combustibile esaurito ad alta attività invece viene conservato in apposite piscine che sono all’interno della centrale per un tempo di decina di anni, dopo che questo periodo è stato collegato in impianti di riprocessa mento o se non riprocessati in depositi a secco. o dopo un certo limite viene portato in un deposito geologico. dopo che questo periodo è collegato in impianti di riprocesso mento o se non riprocessati in depositi a secco. o dopo un certo limite viene portato in un deposito geologico.dopo che questo periodo è collegato in impianti di riprocesso mento o se non riprocessati in depositi a secco. o dopo un certo limite viene portato in un deposito geologico.
LA SICUREZZA
La sicurezza principale del sistema delle centrali nucleari è la sicurezza. Tutte le centrali vengono gestite in modo standardizzato in tutto il mondo e ci sono diversi servizi sovrani nazionali che hanno il compito di controllare i sistemi di sicurezza delle centrali di assicurare la circolazione delle esperienze e delle comunicazioni e di assistere le aziende nelle applicazioni degli standard migliori per iniziare e la tecnologia. E i nuovi reattori EPR hanno una doppia copertura di cemento armato con pareti più spesse di metropolitana e la struttura esterna può resistere a un impatto di un aereo di linea. Poi negli impianti EPR i sistemi di sicurezza sono quadruplicati e indipendenti uno dall’altro.E potrebbero essere questi gli impianti che verranno messi in Italia.
LA STORIA DEL NUCLEARE IN ITALIA
Enrico Fermi fu il primo fisico italiano che per primo innescò la prima reazione nucleare a catena controllata nella storia:
Utilizzo di uranio naturale all’interno di un blocco di grafite pura che rallentava i neutroni.
Nel 1959 fu costruito il primo reattore di ricerca ad Ispra (Varese). l’iniziativa venne accolta con il favore dell’opinione pubblica e gli interessi nel 1966 si raggiunse una produzione di 3,9 miliardi di kWh: l’Italia era il terzo produttore al mondo di energia elettrica di origine nucleare.
Ma con l’esplosione di un reattore della centrale di Chernobyl (attuale ucraina) nel 1986, nacque un atteggiamento critico nei confronti dell’energia nucleare. In Italia si sta bloccando l’impostazione dell’aperture di cantieri per le nuove centrali nucleari.
Con i tre referendum dell’8 e 9 novembre 1987. Sul nucleare, i successori degli italiani votarono per il sì, cioè allo sfavore dell’energia nucleare. Il nuovo referendum del 12 e 13 giugno 2011 ha ribadito la volontà degli italiani di non costruire centrali nucleari in Italia.
Il Governo Italiano ha affidato il compito di smantellamento di strutture e impianti nucleari alla Sogin, ma tuttora restano ancora da smantellare numerosi impianti.
IL PROTOCOLLO DI KYOTO
Il protocollo di Kyoto è un trattato internazionale dell’11 dicembre 1997, che è entrato in vigore solo il 16 febbraio 2005 con la ratifica della Russia. Parteciparono 192 paesi alla sua compilazione: 191 stati e l’assistenza. L’obbligo più importante, previsto dal trattato, era quello di ridurre le emissioni e gli elementi che comportano l’inquinamento. L’esame di scrivere il Protocollo di Kyoto è stato una diretta conseguenza
della nascita nel 1988 Gruppo intergovernativo di cambiamenti climatici (IPCC), gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico, che studia in tutti i suoi aspetti e le possibilità soluzioni. La riduzione media prevista, su cui sono al lavoro i paesi, è del 5,2 per cento.
E per chi non rispetta gli accordi sono regolamentati, ma
questi sono parte di un incappare in più salate. Fra le nazioni che non fanno parte del Protocollo di Kyoto ci sono gli Stati Uniti che lo ha firmato nel 1998, ma non lo ha
ratificato. Mentre il Canada è stato il primo paese a uscire.
Published: Feb 19, 2020
Latest Revision: Feb 19, 2020
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