ELETTRICITÀ

1. ELETTRICITÀ

2. La corrente elettrica • L’elettricità risiede nell’atomo • Cos’è la corrente elettrica • Vantaggi e svantaggi • Conduttori e isolanti • Tre grandezze della corrente • Potenza ed energia

3. L’elettricità risiede nell’atomo Struttura dell’atomo: al centro c’è il nucleo formato da protoni e neutroni ben legati tra di loro; lontano dal nucleo si trovano gli elettroni.In ogni atomo i protoni, dotati di carica elettrica positiva, attraggono gli elettroni, di carica negativa, con una forzaelettrica. L’elettricità è quindi la “colla” che tiene insieme l’atomo.

4. Cos’è la corrente elettrica Cavo di rame scollegato: l’interno del metallo è formato dai nuclei degli atomi e dai loro elettroni. E’ disegnato però solo un elettrone libero che si sposta tra i nuclei rimanendo però nella stessa zona. Cavo di rame collegato al generatore: il filo di rame è collegato con una pila e una lampadina; l’elettrone si muove quindi a zig zag verso il morsetto positivo della pila, dal quale è attratto.

5. Vantaggi e svantaggi • Vantaggi: • È un’energia comoda e facile da usare • È un’energia pulita • Si può trasportare con relativa facilità • Può essere trasformata facilmente in altre forme di energia • Svantaggi • La produzione di elettricità partendo da altre fonti energetiche comporta una notevole perdita di energia. • L’elettricità non può essere convenientemente accumulata • Il trasporto dell’elettricità comporta una notevole perdita energetica

6. Conduttori e isolanti Conduttori: sono i materiali che si lasciano attraversare con facilità dalla corrente elettrica, come i metalli, le soluzioni elettrolitiche (per esempio acqua e sale) e i gas ionizzanti (come all’interno dei tubi al neon). Isolanti: sono la ceramica, il vetro, la gomma, le materie plastiche, il legno secco, l’olio e altre sostanze che impediscono il passaggio della corrente elettrica.

7. Il circuito elementare Un circuito elementare è costituito da: Un generatore di corrente, Un apparecchio utilizzatore, I fili conduttori di collegamento, Un interruttore.

8. Tre grandezze della corrente (legge di Ohm) Intensità di corrente L’intensità di corrente unitaria corrisponde al passaggio di 6 miliardi di miliardi di elettroni al secondo attraverso una sezione del circuito; si misura in ampere (A). TensioneLa tensione elettrica è il dislivello elettrico a cui vengono mantenuti gli elettroni e si misura in volt (V). Questo dislivello è creato dal generatore di corrente. Resistenza E’ la capacità di un conduttore di opporsi al passaggio di corrente; si misura in ohm (Ω) e dipende dal materiale, dalla sezione e dalla lunghezza del conduttore.

9. Potenza ed energia Potenza (watt): si calcola moltiplicando l’intensità della corrente che attraversa il filamento per la tensione alla quale è sottoposta.Energia (wattora): l’energia consumata da un apparecchio è misurata dalla sua potenza moltiplicata per il tempo di funzionamento (ore).

10. Generatori di corrente • Pila • Accumulatore • Alternatore

11. Pila Pila normaleE’ formata da tre parti principali:- il contenitore cilindrico di zinco è il polo negativo (-);- l’elettrolita è la pasta nerastra con sali di ammoniaca che riempie il contenitore;- il bastoncino di carbone affondato nella pasta è il polo positivo (+).Pila alcalina: è una pila a lunga durata.Pile in serie: se si collegano in serie più pile da 1,5 volt, si ottengono tensioni multiple.

12. Accumulatore L’accumulatore accumula energia elettrica sotto forma di energia chimica e la eroga a un utilizzatore.Questo processo di carica e di scarica può essere ripetuto molte volte.La prima figura mostra un accumulatore per automobile formato da sei celle.La seconda figura mostra una singola cella.

13. Alternatore L’alternatore è una macchina rotante che, quando gira, genera corrente alternata.La dinamo delle biciclette è un piccolo generatore costituito da:- un rotore, magnete cilindrico con quattro poli Nord e quattro poli Sud;- uno statore, costituito da otto piastre di ferro a contatto con un rocchetto di filo di rame con moltissimi elettroni liberi;- una lampadina, collegata col filo di rame.

14. Gli effetti della corrente elettrica • Effetto luminoso • Effetto termico • Effetto magnetico • Effetto meccanico • Effetto chimico • Effetto fisiologico

15. Effetto luminoso Lampade Lampada comune: dura circa 1000 ore di accensione, costa poco ma è poco efficiente, cioè consuma molto rispetto alla luce che emette. Lampada a fluorescenza: dura circa 8000 ore di accensione, è più costosa ma è molto efficiente, cioè consuma poco rispetto alla luce che emette.

16. Effetto termicoFerro da stiro Il ferro da stiro è costituito da:- il manico con attacco del filo elettrico e pulsanti per il vapore;- il serbatoio dell’acqua;- la piastra, dotata di fori per l’uscita del vapore.

17. Effetto magnetico Campanello elettrico Il campanello è formato da una parte meccanica (campana metallica e martelletto) e da un circuito elettrico con un elettromagnete. Funzionamento: premendo il pulsante l’elettromagnete si magnetizza, attira la lamina e il martelletto batte sul campanello; allo stesso tempo si interrompe il contatto con la vite, l’elettromagnete si smagnetizza e la lamina flessibile torna nella posizione di partenza.

18. Effetto meccanicoFrullatore Il frullatore è formato da tre elementi:- il basamento che contiene il motore con la parte elettrica e l’albero motore;- il bicchiere dotato sul fondo di un utensile formato da sei fruste di metallo;- il motore formato da due pezzi: la parte fissa (statore) e la parte rotante (rotore).

19. Pila Effetto chimico Pila normaleE’ formata da tre parti principali:- il contenitore cilindrico di zinco è il polo negativo (-);- l’elettrolita è la pasta nerastra con sali di ammoniaca che riempie il contenitore;- il bastoncino di carbone affondato nella pasta è il polo positivo (+).Pila alcalina: è una pila a lunga durata.Pile in serie: se si collegano in serie più pile da 1,5 volt, si ottengono tensioni multiple.

20. La scossa elettricaEffetto fisiologico È l’azione che l’elettricità può compiere su un organismo vivente. Contatto diretto: la donna tocca un filo scoperto in tensione senza saperlo; se le suole sono di gomma non prende la scossa. Contatto indiretto: il ragazzo tocca la lavatrice che è in tensione per un cavo elettrico difettoso a sua insaputa.

21. Sicurezza in casa • La scossa elettrica • Per evitare la scossa

22. La scossa elettrica Contatto diretto: la persona sta sistemando la presa senza avere staccato l’interruttore generale e per errore tocca i cavi. Contatto diretto: la donna tocca un filo scoperto in tensione senza saperlo; se le suole sono di gomma non prende la scossa. Contatto indiretto: il ragazzo tocca la lavatrice che è in tensione per un cavo elettrico difettoso a sua insaputa.

23. Per evitare la scossa Non tenere apparecchi elettrici sul bordo della vasca o lavandino. Non impugnare l’asciugacapelli con le mani bagnate. Non toccare la vite metallica del portalampada per cambiare una lampadina. Non avvolgere il filo sul ferro da stiro caldo.

24. Consumi elettrici • Potenza di un apparecchio • Potenza impegnata • Consumi bimestrali

25. Potenza di un apparecchio La tabella mostra i consumi approssimativi dei vari apparecchi:- gli apparecchi con resistenza richiedono molta energia;- gli apparecchi con solo motore consumano molto meno;- gli apparecchi “luce esuono”, assorbono poca potenza.

26. Potenza impegnata La potenza impegnata è quella disponibile in ogni appartamento in base al contratto con la Società Elettrica. Essa è riportata anche sulla bolletta bimestrale.

27. Consumi bimestrali Scaldabagno elettrico: è l’apparecchio che più incide sui consumi; è meglio scegliere un modello di dimensioni non eccessive. Lavatrice: i consumi riguardano soprattutto l’energia necessaria per scaldare l’acqua. Utilizzare la lavatrice a pieno carico e preferire i programmi di lavaggio a temperature non elevate. Lavastoviglie: i consumi dipendono soprattutto dall’energia per scaldare l’acqua. Utilizzare la lavastoviglie solo a pieno carico. Frigorifero: scegliere un modello di dimensioni adeguate. Illuminazione: non tenere le lampade accese inutilmente.

28. Tipi di circuito • Circuito in serie • Circuito in parallelo

29. Il circuito in serie Per montare questo circuito occorrono: una pila da 4,5 volt, tre lampade da 1,5 volt, tre interruttori, filo elettrico.Ogni apparecchio è collegato in fila con gli altri (in serie) sulla linea di alimentazione e la tensione del generatore è divisa tra le singole lampade.

30. Il circuito in parallelo Per montare questo circuito occorrono: una pila da 4,5 volt, tre lampade da 4,5 volt, tre interruttori, filo elettrico.Ogni apparecchio è collegato con una linea indipendente (in parallelo) alla linea di alimentazione e funziona alla tensione del generatore.