Energia elettrica Lucia Grugni, 2 a C sc

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1 Energia elettrica Lucia Grugni, 2 a C sc

2 L energia L'unità di misura del SI è il joule (J) L energia viene in genere definita come la capacità che un corpo ha di compiere lavoro. L'energia si trasforma da una forma all'altra ma non può essere né creata né distrutta. Nel passaggio da una forma all altra però perde parzialmente la sua potenza. (Principio di conservazione dell energia)

3 L'energia è presente in natura sotto forme diverse che si trasformano l'una nell'altra. Sono considerate "fonti" di energia tutte quelle entità che possono trasformarsi in forme di energia direttamente utilizzabili.

4 Energia chimica Questa forma di energia dipende dalla struttura delle molecole del corpo. È presente in ogni sostanza, ma soprattutto nei cibi e nei combustibili. Questi ultimi bruciano e la combustione libera l energia chimica in forma di calore. Alcune reazioni chimiche possono essere sfruttate per produrre direttamente energia elettrica.

5 Energia meccanica Esistono due forme principali di energia meccanica: l'energia potenziale e l'energia cinetica. L'energia potenziale dipende dall'altezza che un corpo ha dal suolo: se il corpo si muove verso il suolo, progressivamente l'energia potenziale si trasforma in energia cinetica. Per esempio, l'acqua che si trova sulla sommità di una cascata possiede energia potenziale; via via che l'acqua precipita, l'energia si trasforma da potenziale in cinetica (una parte, ovviamente, sarà dissipata sotto forma di calore).

6 Energia nucleare È l energia prodotta dai fenomeni di fissione e fusione nucleare. Si manifesta sotto forma di calore, quale risultato di trasformazione della massa secondo la teoria della relatività formulata da Albert Einstein : E = m*c2 (dove E è l'energia, m la massa e c è la velocità della luce).

7 Energia termica Questa forma di energia dipende dal moto delle molecole ed è legata alla cinetica: più un corpo è caldo più energia possiede. L energia termica può essere prodotta in grande quantità semplicemente attraverso le combustioni, per mezzo di reazioni nucleari, o anche attraverso il passaggio di corrente elettrica attraverso un filo ad alta resistenza. Due sono le fonti naturali di calore: il Sole e il sottosuolo.

8 L'energia elettrica è la forma d energia più conosciuta ed è costituita da un flusso di cariche elettriche che si muovono in un conduttore passando da un potenziale elettrico maggiore verso un potenziale elettrico minore.

9 L'elettricità è una fonte di energia secondaria: finché non saremo capaci di catturare e usare direttamente quella dei fulmini, dovremo continuare a produrla bruciando combustibili oppure sfruttando i dislivelli d'acqua, i venti o il Sole.

10 L'utilizzo dell'energia elettrica è diffusissimo nella società moderna, poiché ha molti vantaggi rispetto all energia meccanica: - Può essere trasportata a distanza - Un basso rumore di esercizio - Assenza di fumi di scarico - Minore ingombro

11 Tra gli svantaggi si annovera invece proprio il fatto di non essere una fonte primaria e quindi la necessità di costruire una infrastruttura di conversione, che introduce una perdita di efficienza nel processo di conversione e nel trasporto lungo le linee elettriche.

12 In Italia la produzione di energia elettrica avviene in gran parte a partire dall'utilizzo di fonti energetiche non rinnovabili e in misura minore con fonti rinnovabili; il restante fabbisogno elettrico viene coperto con l'acquisto di energia elettrica dall'estero.

13 Domanda di energia elettrica in Italia Nel 2010 la domanda di energia in Italia ha visto una crescita del 4,1% rispetto al Riguardo alle fonti si conferma la decrescita del ricorso al petrolio a vantaggio del gas e delle fonti rinnovabili. Le politiche del governo italiano negli ultimi anni hanno continuato a perseguire gli obiettivi della sicurezza degli approvvigionamenti, della sostenibilità ambientale e della competitività attraverso il contenimento dei prezzi. In particolare sono state adottate misure volte a completare il processo di liberalizzazione del settore elettrico, a promuovere l efficienza energetica e a sviluppare l uso delle fonti rinnovabili.

14 Terna pubblica il suo nuovo rapporto mensile. Energia elettrica, grazie alle rinnovabili l Italia auto produce il 90% della domanda Con la crisi i consumi elettrici calano ancora, ma le fonti pulite crescono [7 ottobre 2013] di Fabio Tognetti «Il Rapporto mensile sul sistema elettrico nazionale, pubblicato da Terna, fotografa impietosamente la crisi economica del nostro Paese, certificando per l ennesima volta il crollo dei consumi elettrici rispetto all anno passato. Ma non ci sono solo cattive notizie: infatti il Rapporto descrive un Italia che si basa sempre di più sulla produzione di energia elettrica da fonti energetiche rinnovabili e diminuisce drasticamente la produzione termoelettrica. Cala inoltre il saldo negativo con l estero, proprio grazie all apporto di energia pulita prodotta a livello nazionale» elettrica-grazie-alle-rinnovabili-litalia-auto-produce-il- 90-della-domanda/

15 Le lampadine La lampadina è un dispositivo elettrico progettato per produrre luce; a questo scopo può utilizzare differenti tecnologie ed avere diversi possibili usi.

16 Lampadine ad arco Queste lampadine sono state le prime ad essere inventate e il loro principio di funzionamento si basa sulla creazione di un arco elettrico, il quale genera un forte flusso luminoso. Questa tecnologia venne quasi abbandonata a causa della sua macchinosità finché non venne reintrodotta grazie allo sviluppo delle lampadine allo xeno.

17 Lampadine a incandescenza Nella lampada ad incandescenza la produzione di luce avviene portando un filamento metallico di tungsteno all'incandescenza. Il filamento di tungsteno è posto in un'ampolla, riempita di gas inerti per evitare l'ossidazione del filamento e limitarne l'evaporazione. Nel 2009 la Commissione Europea per l'energia ha avviato un programma di progressiva sostituzione di queste lampadine, con completamento nel settembre 2013.

18 Lampadine a scarica Nelle lampade a scarica la luce viene prodotta da un gas ionizzato per effetto di una scarica elettrica. Sono tipicamente costituite da un tubo di vetro al cui interno è presente un gas, alle cui estremità sono collocati due elettrodi. Una opportuna differenza di potenziale provoca la formazione di un arco di plasma nel gas. Le lampadine a scarica convertono in luce solo il 25% dell'energia consumata.

19 Lampadine a LED Una delle prime versioni di lampada a led è costituita da uno o più diodi LED, alimentati da un apposito circuito elettronico. Diversamente dalle lampadine a incandescenza, i LED degradano lentamente. Da un punto di vista economico i LED sono più costosi delle lampadine a filamento, ma la loro durata di funzionamento è ben superiore alla vita di una lampadina tradizionale. Dal punto di vista energetico, i LED sono molto più efficienti delle lampadine a filamento, poiché il 50% dell'energia assorbita produce illuminazione e pertanto la quantità di energia sprecata è molto ridotta rispetto alle tecnologie di illuminazione tradizionali.

20 Polimeri organici Questa tecnologia, che nel futuro potrebbe diventare quella predominante, si basa su materiali plastici (polimeri) in grado di emettere luce per elettroluminescenza se attraversati da corrente elettrica. I principali vantaggi risiedono nell'economia di esercizio, nel buon rendimento luminoso e nella possibilità di lavorare i corpi illuminanti in fogli di forma arbitraria. Con questa tecnologia si riuscirebbe a convertire in luce oltre il 70% dell'energia elettrica che si consuma, ma al momento l'impianto risulta essere molto più costoso rispetto ad altri sistemi.