sezione 4 l ENERGIA E LA TECNICA sezione 4 Le trasformazioni dell energia pag. 106

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1 sezione 4 l ENERGIA E LA TECNICA indice di sezione Le trasformazioni dell energia pag. 106 IL PROBLEMA ENERGETICO Da qualche anno a questa parte ha assunto grande rilievo il problema energetico. Si parla spesso della necessità di sostituire le tradizionali fonti energetiche con fonti alternative. In questa sezione del catalogo sono proposti modelli funzionanti che consentono di sperimentare sui diversi modi con i quali si trasforma l energia da una forma all altra. Riscaldatore solare dell acqua sezione 4 L ENERGIA E LA TECNICA 105

2 le trasformazioni dell energia 5314 Meccanica elettrica Modello di turbina idraulica 488,31 + IVA Questo modello di turbina idraulica consente di dimostrare la trasformazione di energia potenziale idraulica in energia elettrica, senza ricorrere a sorgenti di acqua. Esso, infatti, è dotato di una pompa ad immersione, la quale attinge l acqua dalla vaschetta e la lancia contro le pale della turbina, creando così un ciclo continuo. Un voltmetro misura la tensione ai morsetti della dinamo e l energia elettrica prodotta, può accendere un led, oppure mettere in rotazione un motorino elettrico provvisto di elica. La pompa richiede una tensione continua di 12 V. Si consiglia l uso dell alimentatore cod. 5011, non fornito con l apparecchio Modello di turbina eolica 94,36 + IVA Per mostrare la trasformazione dell'energia cinetica del vento in energia elettrica. Esponendo la turbina al vento l'energia di movimento viene trasmessa ad un piccolo generatore che la trasforma in energia elettrica. Dimensioni: 25x25x30 cm Modello di turbina eolica con generatore d aria 41,36 + IVA Girando la manovella si mette in rotazione il ventilatore, il quale fà girare la turbina eolica, la cui energia elettricaa accende il led Generatore d aria 46,50 + IVA Con questo generatore è possibile far funzionare il modello di turbina eolica anche in assenza di vento Modello di dinamo 100,24 + IVA Questo semplice modello, perfettamente funzionante, consente di dimostrare come sia possibile trasformare l'energia meccanica in energia elettrica. Dimensioni: 25x25x23 cm Motorino elettrico 28,02 + IVA Fornito in scatola di montaggio. Funzionante con tensioni 3-6 Vcc. Particolarmente indicato per sviluppare le capacità manuali degli alunni e per far comprendere loro il principio di funzionamento di un motore elettrico. Dimensioni: 12x7x10 cm sezione 4 - l energia e la tecnica

3 le trasformazioni dell energia 5803 Modello di alternatore-motore 78,00 + IVA Per dimostrare le possibili trasformazioni dell'energia: da elettrica in meccanica; da meccanica in elettrica e da elettrica in luminosa. Tensione di lavoro: 4-9 Vcc. Dimensioni 230x150 mm Modello di alternatore-motore 25,32 + IVA Come il precedente modello, con la differenza che in questo viene fatto ruotare il magnete all interno della bobina che funge da indotto. termica Meccanica 2025 Mulinello a vapore 44,76 + IVA Completo di bruciatore ad alcool in vetro. E' costituito da una sfera di vetro del diametro di 80 mm nella quale viene introdotta dell'acqua per un'altezza inferiore al raggio. Quando l'acqua bolle, il vapore, sfuggendo attraverso gli orifizi, mette in rotazione la sfera Motore Stirling (ad aria calda) 353,98 + IVA Motore a ciclo Stirling progettato per funzionare sfruttando un salto termico inferiore a 20 o C. E pertanto sufficiente esporlo al Sole o ad una lampada da 100W per metterlo in moto. A regime la velocità di rotazione è di giri al minuto. Può essere utilizzato per illustrare il funzionamento di un motore completamente ecologico: infatti utilizza solo l energia luminosa e il fluido di lavoro è l aria. Il rendimento teorico è il massimo possibile in natura: è infatti pari a quello di Carnot Modello di motore a due tempi 119,68 + IVA Sezione operativa di motore a due tempi con carburatore. La dimostrazione ha luogo girando una manovella; la scintilla della candela coincide con l accensione di una lampadina alimentata da una pila a 4,5 volt. Dimensioni: 180x120x300 hmm Modello di motore a 4 tempi 69,16 + IVA Sezione operativa di un motore a combustione interna a quattro tempi realizzata in lega di alluminio. Sono evidenziati: il carburatore, le valvole, le candele, il pistone e la biella. Azionando la manovella l accensione della lampadina simula la scintilla della candela. Dimensioni: 180x120x300h mm Modello di motore diesel 69,16 + IVA Sezione operativa di un motore a combustione interna a quattro tempi Diesel, in lega di alluminio. Sono evidenziati: il dispositivo di iniezione, la pompa, il pistone e a biella. Dimensioni: 180x120x300h mm Elettrica termica 5350 Generatore termoelettrico 181,16 + IVA La parte sensibile di questo apparecchio è costituita da una cella Peltier. Essa è a contatto da un lato con una aletta di alluminio da immergere in acqua calda, dall altro lato con una vaschetta da riempire con ghiaccio o acqua fredda. La differenza di temperatura produce, per effetto Seebeck, una differenza di potenziale prelevabile ai terminali, in grado di far funzionare un piccolo motore elettrico. Viceversa, applicando ai terminali una differenza di potenziale (max 12V), si viene a stabilire tra le due facce del blocchetto ceramico una notevole differenza di temperatura per effetto Peltier Cella Peltier 20,00 + IVA Costituita da 144 sbarrette di silicio drogato, collegate in serie e chiuse in un blocchetto ceramico. Massima tensione applicabile: 12V. sezione 4 - l energia e la tecnica 107

4 le trasformazioni DELL ENERGIA 2000 RAGGIANTE termica 2000 Riscaldatore solare dell acqua 309,64 + IVA E un modello degli impianti ad uso domestico con i quali si riscalda l acqua mediante l energia raggiante del sole. Una pompetta ad immersione, funzionante a 12 Vcc, fa circolare l acqua nella serpentina del pannello solare. Dopo pochi minuti si riscontra un innalzamento della sua temperatura. Viene fornito con il trasformatore. Raggiante elettrica meccanica Modello di veicolo ad energia solare 73,20 + IVA Questo modello, attinge l energia elettrica dal pannello solare. Quando viene esposto al sole si mette in movimento in modo autonomo Pannello fotovoltaico 140,52 + IVA Esponendo il pannello al Sole si ottiene la trasformazione dell'energia solare in energia elettrica con la quale si mette in rotazione un motore, oppure si accende una lampadina. Con guida alle esperienze. Dimensioni: 25x25x20 cm Motore ad energia solare 26,40 + IVA Esponendo l'apparecchio al Sole, i pannelli trasformano l'energia della radiazione solare in energia elettrica che può essere utilizzata per mettere in rotazione il disco. Dimensioni: 100x120 mm. Pannelli fotovoltaici 5386 Dimensioni: 13x10 cm. 31,72 + IVA 5387 Dimensioni: 6x6 cm. 9,44 + IVA 5388 Dimensioni: 4x6 cm. 9,44 + IVA Pannello fotovoltaico su basetta 28,60 + IVA Predisposto per poter eseguire misure di rendimento. Dimensioni pannello 10x6,5 cm. L energia elettrica nelle abitazioni L elettricità nella casa 222,92 + IVA Circuiti realizzabili 1. Impianto luce comandato da un solo punto. 2. Impianto luce con due lampade in serie comandate da un solo punto. 3. Impianto luce comandato da un solo punto più presa. 4. Impianto luce con due lampade in parallelo comandate da un commutatore. 5. Impianto luce comandato da due punti con due deviatori. 6. Impianto luce comandato da due punti con relé di interruzione. 7. Impianto luce comandato da tre punti. 8. Impianto di suoneria con due pulsanti. materiale IN DOTAZIONE 1 Pannello di alluminio completo di morsetti per alimentazione elettrica 2 Supporti metallici per pannello, completi di viti e relativi dadi a galletto 1 Interruttore 2 Deviatori 1 Invertitore 2 Pulsanti 1 Presa 1 Commutatore 2 Portalampada 2 Lampade 1 Relé di interruzione 1 Suoneria 1 Cacciavite 1 Forbici da elettricista 1 Fascio di fermafili 6 Viti M3 30 mm 4 Viti M3 20 mm 20m Cavetto colore azzurro Ø 0,75 mm 20m Cavetto colore marrone Ø 0,75 mm 20m Cavetto colore nero Ø 0,75 mm 20m Cavetto colore rosso Ø 0,75 mm 2m Cavetto colore giallo - verde 10 Dadi a galletto M3 1 Contenitore di plastica 1 Guida alle esperienze 108 sezione 4 - l energia e la tecnica

5 Raggiante elettrica chimica meccanica le trasformazioni dell energia Cella a combustibile 294,94 + IVA Tra i più recenti dispositivi in grado di sfruttare fonti alternative di energia e risolvere, contemporaneamente, i problemi legati all inquinamento prodotto dai gas di scarico dei motori a scoppio, vi sono le celle a combustibile. L apparecchio qui presentato riproduce il ciclo completo di trasformazione dell energia solare in energia meccanica. Esso è costituito da: 1 Pannello fotovoltaico, che trasforma l energia raggiante in energia elettrica. 1 Elettrolizzatore, nel quale, utilizzando tale energia elettrica, si ottiene l elettrolisi dell acqua distillata con produzione di ossigeno e idrogeno. 1 Cella a combustione nella quale l ossigeno e l idrogeno si combinano in modo controllato, con produzione di energia elettrica e di acqua. 1 Piccolo motore elettrico, che trasforma l energia elettrica in energia meccanica elettrica chimica meccanica 5366 Modello di automobile ad idrogeno 274,26 + IVA Straordinaria dimostrazione pratica dello sfruttamento di forme di energia pulita e rinnovabile. Si tratta di una piccola automobile elettrica dotata di cella a combustibile. Mettendola sotto carica per almeno 2 minuti, l acqua distillata viene scissa nella cella a combustibile in idrogeno e ossigeno, che vengono immagazzinati nei due piccoli serbatoi. La stessa cella, che funziona in modo reversibile, permette di ottenere energia elettrica sufficiente a muovere l automobilina per circa 8 minuti. Dimensioni: 75x90x200 mm. sezione 4 - l energia e la tecnica 109

6 le trasformazioni DELL ENERGIA 5412 Cella a combustibile con moduli separabili 490,75 + IVA 5412 materiale IN DOTAZIONE 1 Base a botte 1 Proiettore 1 Lampada 220V - 75W 1 Pannello solare 1 Cella elettrolitica PEM con serbatoi 1 Cella a combustibile PEM 1 Motorino con ventola 2 Basette di distribuzione Cavetti 1 Siringa 2 Rubinetti 4 Riduttori 1 Bottiglia di acqua distillata 2 Tubetti 2 Tappi Questo apparato consente di eseguire misurazioni sulla trasformazione di energia luminosa in energia elettrica. L energia luminosa prodotta da una lampada di 75 W (analoga a quella che proviene dal sole) viene convertita in energia elettrica mediante un pannello fotovoltaico. Questa energia elettrica viene utilizzata per scindere, mediante una cella elettrolitica PEM (Proton Exchange Membrane) le molecole di acqua nei componenti costituenti (con aumento dell energia potenziale chimica contenuta nei gas di idrogeno H 2 e l ossigeno O 2 ). I due gas vengono poi ricombinati mediante una cella a combustibile PEM, producendo nuovamente acqua ed energia elettrica, che viene utilizzata per azionare una ventola (energia meccanica) tramite un motorino elettrico. Le due celle PEM sono identiche e vengono usate entrambe come convertitori elettrochimici, una volta in un verso e poi nel verso opposto. La misurazione delle grandezze elettriche può essere effettuata mediante due multimetri. E possibile rilevare come variano le grandezze elettriche durante il funzionamento, facendo uso di sensori di tensione e di corrente. 110 sezione 4 - l energia e la tecnica

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