LA CORRENTE Elettrica

Che cos’è?

La Corrente Elettrica Ed un movimento di Cariche Elettriche Elementari, ovvero un Flusso di elettroni. in Particolare I Protagonisti Sono Gli elettroni Liberi.

Dove si TROVA L’Elettricità?

L’Elettricità SI TROVA NEGLI Atomi

          Gli Atomi Girando Produrre Energia. L’ATOMO è costituito da un nucleo di neutri Che sono neutri, protoni Che sono positivi e Gli elettroni Che sono negativi.

conduttori

Gli apparecchi elettrici Hanno bisogno di materiali isolanti e conduttori. I conduttori Sono Materiali Che Si lasciano Attraversare Facilmente dall’energia ad esempio i metalli, Soluzioni Elettriche, Gas ionizzati Il rame e il conduttore per eccellenza usato frequentemente.

          ISOLANTI

invece Gli isolanti Sono DEI MATERIALI vengono ad esempio La ceramica, il vetro, la gomma, le plastiche Il legno secco, olio … che impediscono alla Corrente di Passa.

tre grandizze della Corrente

ampere (A), V (V), ohm (Ω) Sono legato Dalla legge di Ohm. “L’Intensità della Corrente Elettrica (ampere) Che scorre in un conduttore Aumenta al Crescita della Tensione (Volt) e diminuisce al Crescere Dalla Resistenza (ohm).

  volt

 ohm

Potenze Ed Energia 

Dalle tre grandizze derivano causa grandezze della potenza, ESSA E un apparecchio elettrico Che Si Calcola moltiplicando l’intensità della Corrente (A) Che attraversa iil filamento, per la Tensione (V) la cui E sottoposta:

watt (W) = ampere X volt

watt = Servire per INDICARE la potenza di piccoli apparecchi

kilowatt (kW) = si usa per la potenza di grandi apparecchi

1 kW = 1000 watt

wattora (Wh) = consumo di piccoli apparecchi es. lampadina da 100 W consuma 100 wattora se funziona Per l’ora; 10 wattoria se funziona per 6 Minuti. 10 wattora se funziona per 3 minerale

kilowattora (kWh) = usato per Grossi apparecchi: 1 kilowattora = 1 kW X 1 ora

Generatore di Corrente 

Il Generatore di Corrente Più usato usato E La Pila normale (0 Leclanche). la pila a secco e di tipo comune con 1,5 V Formata da 3 parti:

Il Conettore di zinco polo negativo

l’eletricità e la plastica con i sali di ammoniaca Che riempie il Contenitore

Il bastoncino di carbone nella pasta e il polo positivo

Il funzionamento, I Due Poli sono collegati da un filo INIZIA Uno scorrimento energetico, lo zinco E corroso dall’acciaio Che Gli Sottrae Cariche positivo.                 

la pila alcalina, è una pila a lunga durata, nettamente superiore a quella normale. L’esterno e il voltaggio è uguale, l’interno è diverso dato che contiene un altro elettrolita. la pila di serie, si collega in serie più pila da 1,5 V si ottengono tensioni multiple, per esempio 3V, 4V, 5V, 6V.

        accumulatore

l’accumulatore è un apparecchio elettrico che serve per assorbire l’energia elettrica e l’accumulare. l’accumulatore in piombo è composto da delle lastre in piombo tra loro parallele; sono immersi in un acido solforico e acqua distillata. Direttamente la carica elettrica installata da una reazione chimica sulle piastre, che si modifica in biossido di piombo, e piombo spugnoso.

            Magnete

il magnete è un corpo di ferro a forma di barretta, un cucchiaio, una lastra di plexiglas 10 x 10 cm, limatura di ferro da conservare in un vasetto. sentire la forza. se si avvicina un cucchiaio ad una calamita si sentirà una forza. se si avvicano i poli inversi si attraggono, ed invece si si avvicano due poli uguali si allontanano.

            alternatore

l’alternatore è una macchina rotante che, quando gira genera corrente alternativa.

           trasformatore di energia

il giorno mercoledì 12 febbraio siamo andati nell’aula di fronte a quella riservata ai docenti, e ad aspettarci c’era Egno Pepe che ha mostrato vari oggetti particolari come ad esempio il motore alimentato dalla luce di una lampadina

in seguito ci ha illustrato una macchinina alimentare grazie all’uso di una lampadina

in seguito ci ha reso un cono scienza che esiste un macchinano che fornisce di misurare la temperatura ovvero la sua radianza

grazie ad un palloncino e una scatola di biscotti (vuota) è riuscito a trasferire il contenitore di alluminio grazie a degli elettroni presi dalla nostra compagna di classe Anastasia

grazie al rilevatore di corrente è reso alla luce che noi siamo dei conduttori quindi l’energia passa facilmente nel nostro corpo

ci sono anche insegnato a gonfiare un palloncino tenendolo aperto, a me questo esperimento mi è piaciuto particolarmente, infatti lo ho eseguito a casa, ho preso una bottiglia di plastica resistente e ho messo il palloncino sulla parte superiore della bottiglia, bucato la parte laterale con un fa e spirando l’aria il palloncino si gonfiava.

ENERGIA

Utilizziamo energia ogni volta che facciamo un lavoro, un esempio può essere la macchina che si sposta grazie ad energia all’interno del carburante. Gli scienziati definiscono l’energia come la capacità di un sistema di lavoro,  in fisica la parola lavoro significa spostamento, si compie un lavoro se una forza provoca uno spostamento. L’energia si manifesta in diverse forme:

energia termica

L’energia termica sta a significare calore, che si può ottenere da una combustione o da un attrito tra due corpi. Un esempio di energia termica (combustione) il sole o il fuoco, un esempio di energia termica (attrito tra due copri) è quando sfregiamo le mani per riscaldarci.                                               

          energia chimica

L’energia chimica è contenuta all’interno delle molecole di alcune sostanze ad esempio i carburanti. Questo tipo di energia si libera con una reazione chimica ad esempio la combustione sotto forma di energia radiante (luce) o energia termica (calore).

energia nucleare

L’energia nucleare deriva da profonde modifiche della struttura del nucleo di una cellula. viene creato grazie a dei atomi di uranio e idrogeno.

energia elettrica

Essa in natura si manifesta con i fulmini, noi non possiamo usarla in questa forma, ma la produciamo in vari modi: con le pale eoliche, con le centrali idroelettriche e con l’estrazione del petrolio, essi si chiamano generatori di energia elettrica. La materia è costituita da atomi che alloro volta sono costituiti da un nucleo centrale che racchiusi in essi girano degli elettroni. Il nucleo dell’atomo ha una carica positiva mentre gli elettroni hanno una carica negativa.

energia radiante

L’energia radiante proviene dalle radiazioni del sole, le manifestazioni sono di luce e di calore, essa si propaga nell’aria con le onde elettromagnetiche. Può essere sfruttato per energia termica attraverso i pannelli solari o termici o energia elettrica ricavata dai pannelli fotovoltaici.

energia meccanica

Essa può essere cinetica  che è posseduta da un corpo che si trova in una determinata altezza da terra che può svolgere un lavoro in base alla sua posizione.

Oppure può essere energia potenziale o di posizione  che possiedono i corpi in movimento. Ad esempio uno skater quando si trova fermo in cima ad una rampa possiede energia potenziale invece quando scende da una rampa acquisisce energia cinetica. L’energia non si crea e non si distrugge, si trasforma in altre forme come ad esempio il calore, che non è più utilizzabile per produrre energia.

fonti rinnovabili 

Le fonti rinnovabili sono risorse naturali che si rigenerano almeno alla velocità in cui vengono consumate, il loro uso non lo pregiudicano da parte delle generazioni future, un esempio di energia rinnovabile è l’energia idrica, l’energia solare, le pale eoliche, l ‘ energia geotermica e quella ricavata dalle biomasse.

energia eolica

I grandi venti di aria calda o fredda quando si scontrano con le pale eoliche le fanno muovere, le quali con questo movimento creano energia. Il processo è simile a una dinamo che gira sulla ruota producendo energia per la lampadina. Questo tipo di energia è molto efficiente perché il vento è una forma di energia che non finisce mai.

energia solare

Il sole ha un ruolo fondamentale, quando i suoi raggi colpiscono i pannelli fotovoltaici  viene immagazzinata l’elettricità, anche il sole è una fonte di energia infinita.

energia dell’acqua

L’acqua sfrutta un’energia particolare detta di movimento, per sfruttare questo tipo di energia è necessaria una diga, perché l’acqua che esce da essa con la sua forza spinge delle pale che sono agganciate e un alternatore che a sua volta produce elettricità, anche questa è una fonte di energia infinita.

fonti non rinnovabili

Le fonti non rinnovabili sono quelle che vengono utilizzate a velocità maggiori di quelle necessarie alla loro rigenerazione,

ad esempio i combustibili fossili come carbone, gas naturale petrolio e energia nucleare.

petrolio

La sua origine è di centinaia di milioni di anni fa in profondità dei bacini d’acqua, il plancton e altri animali marini con il tempo si sono trasformati in petrolio. Il petrolio prima o poi non ci sarà più, esso inquina i mari e la terra ma è indispensabile per noi perché ci fornisce carburante per le automobili, ma a noi il petrolio ci serve per produrre la plastica e anche numerose sostanze chimiche o colle vernici e anche medicine.

il carbone

Esso veniva usato fin dall’antichità, è nato dalle profondità di antiche foreste, anche grazie ai batteri, il carbone è una fonte energetica che prima o poi finirà. la miniera a “cielo aperto” è più dannosa per l’ambiente ma non per le persone perché la polvere del carbone si cosparge per chilometri.

energia elettrica vantaggi

E’ facilmente trasportabile, ed è facile da distribuibile grazie ai cavi elettrici presenti in tutto il mondo.

Poi può essere facilmente trasformata, in energia meccanica o termica, non produce polveri o emissioni di fumo nel luogo di consumo ed è facilmente utilizzabile.

energia elettrica svantaggi 

Lo svantaggio maggiore e che è difficile riuscire ad immagazzinarla. L‘energia elettrica viene estratta all’interno di centrali elettriche.

come funziona una centrale idroelettrica?

Il ciclo dell’acqua è determinato dall’evaporazione di essa, dalla formazione di nuvole e di precipitazioni piovose, offre una disposizione a tutti noi, una speciale fonte di energia rinnovabile. La centrale idroelettrica trasforma l’energia idraulica in energia elettrica. Nella maggior parte dei casi la centrale idroelettrica viene costruita in prossimità di  uno sbarramento o diga, che racchiude un bacino d’acqua, sul fondo della diga viene realizzata un tubo chiamato canale di derivazione, che poi avrà un ruolo fondamentale, in esso passa l ‘acqua  che con dei rilievi  naturali o artificiali arriva ad un pozzo piezometrico che a sua volta trasporta l’acqua, attraverso una condotta forzata, e  all’acqua si scaglia contro una turbina che si trova all’interno della sala macchine,

l’albero maestro della turbina è  attaccato ad  una girante che  a sua volta è agganciata ad un  trasformatore, esso abbassa l’intensità della corrente e  aumenta la tensione, tramite dei cavi arriva ad una stazione che distribuisce l’energia. Questo tipo di energia consente di valorizzare il territorio, mantenendo ad osservazione i processi di inquinamento ambientale. Una centrale idro-elettrica può soddisfare il bisogno di diverse migliaia di famiglie in modo completamente  eco-sostenibile. Vi sono centrali elettriche che non usano gli sbarramenti ma usano il corso naturale del fiume. Qui a Riva del Garda vi è una centrale idro-elettrica, ed io ho avuto la possibilità di visitarla.

la centrale idroelettrica di Riva del Garda

La Centrale idroelettrica di Riva del Garda si affaccia sul lago ed è un vero gioiello d’architettura e d’ingegneria.

Fu realizzata negli anni ’20 su progetto dell’architetto di D’Annunzio, Giancarlo Maroni, già artefice del Vittoriale degli Italiani.

E’ stata una delle prime e più imponenti centrali idroelettriche realizzate all’epoca, basti pensare che era dotata delle turbine più grandi allora esistenti al mondo.

Sulla facciata principale spicca l’imponente statua del genio delle acque, conosciuto anche come Nettuno che si ripara dai fulmini, opera dello scultore Silvio Zaniboni.

La visita alla Centrale è un’occasione per adulti e bambini in cui scoprire, grazie anche all’ausilio di originali allestimenti multimediali, come l’acqua del lago di Ledro e del torrente Ponale si trasforma in elettricità ed energia pulita per poi immergersi nel lago di Garda.

Norme da seguire durante la visita:

E’ obbligatorio per questioni di sicurezza indossare abbigliamento comodo e caldo e calzature comode senza tacchi adatte alle condizioni ambientali e logistiche del luogo.

Gli impianti sono in piena e continua attività anche durante la visita perciò attenersi sempre alle indicazioni del personale.

I bambini devono essere sempre accompagnati e sorvegliati dalle persone adulte che li accompagnano.

In più all’interno di questa centrale idroelettrica vi sono dei laboratori come ad esempio la “bicicletta carica cellulare”  che pedalando genera energia,  la trasforma e  in fine carica la batteria del proprio cellulare.

La visita ha inizio nella prima stanza  L’OFFICINA DELL’ENERGIA, dove è spiegata a tutti  l’importanza dell’acqua e dell’energia, troviamo un plastico con tutto quello che l’uomo nell’arco dei secoli è riuscito a inventare per utilizzare la forza dell’acqua, incanalandola e far si che potesse essere d’aiuto nella vita quotidiana.

Nella seconda parte della visita ci sposteremo verso la Galleria,

in seguito ci troviamo difronte ad un immenso portone

appena aperte le porte, siamo inebriati da una brezza che viene dal cuore della montagna, per sicurezza bisogna indossare un caschetto per l’intera durata della visita, sembriamo tutti dei piccoli puffi alla scoperta dell’energia.

Ed è qui che inizia il viaggio dell’energia parte dalle turbine/alternatore e arriva ai trasformatori

Per finire poi alla stazione elettrica esterna; l’energia esce quindi in media tensione dall’alternatore, passa nei tubi a 13.200 v.

arriva ai trasformatori e qui viene innalzata la tensione fino 132.000 v per permettere il trasporto dell’energia a lunga distanza lungo la rete elettrica nazionale senza troppe dispersioni. Dai trasformatori, l’energia esce quindi a 132.000 volt e passa nel pavimento sotto i nostri piedi fino a raggiungere la stazione elettrica esterna.

tutto questo grazie alle acque del Lago di Ledro e dal torrente Ponale che sono canalizzate in una condotta forzata, un tubo metallico lungo 732 metri del diametro di 2.30 metri,

da dove l’acqua scorre ed entra in pressione per poi passare nelle turbine e gli alternatori da cui esce l’energia elettrica immessa nella rete nazionale.

Il viaggio continua, l’interno della centrale è molto affascinante, perché è storico e ci porta alla Sala della Storia, dove è stata ricostruita la sala comandi originale dell’epoca.

La nostra visita sta giungendo al termine, ci viene fatto vedere come erano eseguiti i passaggi in rete dell’energia, grazie ai Sezionatori

per poi giungere alla terrazza panoramica vista lago, vi devo ricordare che tutta quest’acqua viene reimmessa nel Lago di Garda senza aver avuto nessun’alterazione.

Da questa stupenda vista su Riva del Garda ci lasciamo…ed in una giornata  abbiamo imparato l’energia green.

L’esperienza della visita alla centrale idroelettrica di Riva del Garda mi è piaciuta in modo particolare, perché io sono super pro all’energia green, cioè un energia rinnovabile ed ero curioso come si producesse questo tipo di energia, ed è per questo che con la mia famiglia abbiamo deciso di visitarla, e uscendone con qualcosa in più di quando eravamo entrati.

ENERGIA NUCLEARE 

Nel mondo ci sono 450 centrali nucleari attive, di cui solo 150 sono nell’Europa occidentale. L’Italia importa circa 80% dell’energia che produce,  viene tratta tra lo più da combustibili fossili, energia che tende a esaurirsi, e che prima di finirsi diventeranno molto costosi. se vogliamo tenere alterato il nostro tipo di vita dobbiamo ricorrere ad altre fonti di energia, tra queste anche l’energia nucleare. L’energia nucleare è l’unica tecnologia, in grado di produrre tanta energia e con pochissime emissioni, l’energia ricavata dal nucleare costa 20% in meno rispetto a le energie prodotte nelle centrali moderne. Oggi noi acquistiamo in paesi che impongono le loro condizioni e i loro prezzi.

combustibile nucleare 

nei reattori si utilizza uranio a basso arricchimento, un prodotto che si ottiene con una lavorazione complessa. Si comincia con l’estrazione di uranio che poi viene raffinato, ottenendo così il Yellow cake, per poi passare a il processo di arricchimento. Alla fine del processo si ottiene una miscela adatta per ottenere la fissione. Da questa sostane si ottengono delle pastiglie di combustibile nucleare, esse non sono radioattive fino a quando non avviene la reazione nucleare, racchiuse in ottimi tubi metallici. Il reattore è anche definito il cuore di una centrale nucleare, ma anche esso ha un cuore: il nocciolo che contiene gli elementi di combustibile nucleare per far avvenire la fissione. Questo processo innesca una reazione a catena che genera calore all’interno di degli elementi di combustione. La reazione a catena è controllata costantemente dalle barre di controllo.

una volta inseriti nel nocciolo le barre rilevano i neutroni liberi. I sistemi di controllo, le barre di controllo cono contenuti all’interno di una struttura di acciaio ad alta resistenza chiamata Vessen.

tipi di reattori nucleari

I reattori si classificano in base al tipo di combustibile utilizzato, al tipo di moderatore e al sistema di raffreddamento. Le centrali più note sono quelle ad acqua leggera. I modelli possono essere di due tipi entrambi moderati ad acqua. Quelli BWR che l’evaporazione dell’acqua avviene nello stesso recipiente poiché contiene il combustibile, e quelli PWR che per produrre vapore utilizzano un circuito idraulico differente da quello contenente l’acqua di raffreddamento, questo tipo di reattore è il più diffuso nel mondo. Esistono anche le centrali ad acqua pesante come le CANDIUM che si sono sviluppate in Canada, in questo tipo di centrale

si utilizza il combustibile uranio naturale, e si fa uso di acqua pesante sia come moderatore che come refrigerante. Alla categoria dei reattori più diffusi appartiene il reattore francese EPR, esso grazie alla presenza di due circuiti idraulici separati, garantiscono che il vapore delle turbine non viene mai a contatto con il combustibile nucleare, e di conseguenza non contiene prodotti radioattivi. Anche le torri di raffreddamento non emettono sostanze radioattive ne sostanze inquinanti ma soltanto vapore, in modo che l’acqua utilizzata in precedenza gli torni di ritorno al fiume o a qualsiasi altra fonte idrica utilizzata. I vari modelli di reattori hanno diverse capacità di produzione:   -EPR hanno una potenza di 1600 mw

-VVER tra 400 e 1200 mw

-CANDU hanno una potenza compresa tra i 700 e i 1200 mw. Basta un reattore EPR per alimentare tutta Milano.

i rifiuti

i rifiuti si dividono in tre categorie:

–  bassa attività che impiegano circa 20-30 anni per               arrivare   a una radioattività naturale (90%)

 -media attività che impiegano 300 anni per arrivare a una     radioattività naturale                                                          – alta attività impiegando migliaia di anni per raggiungere       una radioattività naturale .

Una centrale di tipo moderno produce 80m3 di rifiuti a bassa e media attività, circa 30% in meno degli impianti di vecchia generazione. Lo smaltimento di queste sostanze avviene nel seguente modo: vengono rivestite con sostanze ad alta resistenza, e depositati in appositi contenitori di acciaio fino alla fine del periodo di radioattività. Invece i rifiuti ad alta attività vengono disposti in delle piscine adatte costruite all’interno delle stesse centrali. Per qualche decine di anni rimangono li, e poi

possono prendere due strade differenti: o il materiale viene portato in impianti di riprocessamento oppure il combustibile viene immagazzinato all’interno di apposite strutture per poi essere trasferito in un “centro di raccolta” per materiale ad alta attività.

la sicurezza 

La sicurezza è il primo aspetto che una centrale nucleare deve guardare. In tutto il mondo vi sono varie agenzie che verificano e consigliano sicurezze migliori per chi lavora ma anche per la terra che ci ospita. I nuovi reattori per garantire più sicurezza sono avvolti da due muri di cemento armato con pareti spesse circa 1 metro. All’interno delle centrali EPR i sistemi di sicurezza sono quadruplicati, e tutti dipendenti uno dall’altro,e non hanno nessuna connessione perché sono tutti indipendenti, per prevenire e correggere errori umani e di progettazione. Saranno queste le sicurezze applicate nelle centrali nucleari italiane. Ogni impianto dura circa 60 anni.

il nucleare italiano

La posizione allarmante degli italiani iniziò quando la centrale di Chernobyl scoppiò.

Fu in via Palisterna qualche decennio fa, che Enrico Fermi con i suoi aiutanti scoprirono la prima reazione nucleare controllata, essa avveniva in un blocco di graffite pura. Il primo reattore nucleare fu costruito nel 1959 a Varese, e solo 7 anni dopo l’Italia produceva 3,9 miliardi di kWh, ma fu dopo l’esplosione del reattore nucleare a Chernobyl che le cose cambiarono perché l’8 novembre del 1987 si svolsero ben 3 referendum sul nucleare e 2 su la giustizia, e alla fine dell’incontro si votò contro il nucleare in italia. Lo smantellamento delle centrali nucleari in Italia non venne mai fatto.

protocollo di Kyoto 

il protocollo di Kyoto entrò in vigore 16 febbraio 2005, esso prende il nome dalla città giapponese dove è stato realizzato. Questo protocollo afferma un trattato internazionale che si occupa dell’ambiente per ridurre gas inquinanti e diminuire il riscaldamento globale.

Fu firmato da più di 180 paesi tra cui la nostra Italia.  L’esigenza di scrivere il Protocollo di Kyoto è stata una diretta conseguenza della nascita nel 1988 dell’Intergovernmental Panel of Climate Change cioè, un gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico, occupandosene dei suoi aspetti. La riduzione dei gas inquinanti è del 5,2 %, per chi non rispetta le regole saranno sanzionati, è possibile anche acquistare  quote da chi ha prodotto meno anidride carbonica di quella pianificata, oppure realizzarle in altre nazioni. L’Italia ha approvato il protocollo di Kyoto nel giugno del 2002, invece gli USA hanno aderito nel ’98 ma senza approvazione, invece il Canada è stato il primo paese ad uscirne .

come verrà raggiunto l’obbiettivo ?

L’obbiettivo verrà raggiunto grazie a delle misure necessarie per  consentire all’UE e ai suoi Stati membri di conseguire l’obiettivo di riduzione previsto. Sono già state messe in atto attraverso l’insieme del pacchetto per il clima e l’energia 2020.

diritti e emissioni

La gigantesca eccedenza di diritti di emissione  registrata per dei paesi nel primo periodo di questo protocollo, ha minacciato di compromettere gli incentivi a raggiungere gli obiettivi relativi alle emissioni nel nuovo periodo.

che cosa è la fissione nucleare?

La fissione nucleare avviene quando un neutrone entra all’interno di un atomo di uranio, esso si scinde in altri 2 atomi: Kripton e Bario. Se noi sommiamo la massa del Kripton a quella del Bario otterremmo una massa inferiore a quella dell’atomo di uranio, come è possibile 🤔? una massa è sparita?

No, si è trasformata in energia! Questo avvenimento si può sintetizzare con la nota formula di Einstein, E=mc al quadrato, che significa energia= massa per velocità della luce al quadrato.

che cosa è la fusione nucleare?

La reazione che avviene all’interno del sole è chiamata fusione nucleare, come dice la parola stessa fonde i nuclei. Ciò può accadere solo all’interno del sole, perché lì vi sono le condizioni giuste.Questa fusione avviene grazie ad un nucleo di deuterio e un altro di trizio, sotto altissima densità e altissima temperatura essi si fondono formando un atomo di elio espellendo un neutrone. Questo neutrone attribuisce la maggior parte d’energia solare. Basta un solo grammo di deuterio e trizio per avere un energia pari a 10 tonnellate di carbone.