Scopri il mondo dell’energia
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Indice Capitolo 1 Una volta la vita senza corrente non era semplice...
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Capitolo 2 Le possibilità offerte dalla corrente
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Capitolo 3 Elettroni elettrizzanti
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Capitolo 4 Un circuito elettrico funziona così
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Capitolo 5 L’elettricità viene prodotta così: magnetismo
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Capitolo 6 Le nostre fonti energetiche: le fonti fossili e l’uranio
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Capitolo 7 Le nostre fonti energetiche: fonti rinnovabili
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Capitolo 8 Ecco come la corrente arriva a casa
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Capitolo 9 Così usi la corrente in modo sicuro!
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Capitolo 10 Così risparmi energia
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Risultati
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L'energia in pillole
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Prima le presentazioni Chi ti accompagna nello studio di questo libro?
Anna ha nove anni e vuole sapere tante cose sulla corrente e l’elettricità. I suoi hobby sono i cavalli e lo sport.
Il detective dell’energia di E.ON ti aiuta a cercare gli indizi. Lui sa molto sull’energia e sul risparmio energetico.
Leon ha dieci anni ed è il fratello di Anna. Frequenta la stessa scuola elementare e gioca a calcio.
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Una volta la vita senza corrente non era semplice...
Oggigiorno quasi tutti utilizzano la corrente. I computer, la luce e i televisori funzionano tutti grazie alla corrente elettrica.
Una volta gli uomini non avevano la corrente e quindi dovevano escogitare altri modi per poter, ad esempio, cucinare il cibo o illuminare la casa. Per millenni gli uomini utilizzarono il fuoco a legna per riscaldarsi e per cucinare la carne e il pesce. Oltre al fuoco a legna essi iniziarono ad utilizzare le candele e le lampade a petrolio per illuminare le abitazioni e per riscaldarle. Dopo quel periodo utilizzarono la legna e il carbone che venivano bruciati nelle stufe, con cui riscaldavano le proprie abitazioni. È soltanto nel 1880 che si utilizzò per la prima volta l’elettricità per l’illuminazione pubblica. Anche i computer e i televisori non esistono da tanto tempo. Sessanta anni fa quasi nessuno aveva una TV e meno di trent’anni fa nessuno aveva mai sentito parlare di un computer.
Oggigiorno tutto è più semplice... Al momento chiunque accende semplicemente la luce o spegne la stufa. Nel bagno scorre l’acqua calda per potersi fare una bella doccia e il forno si scalda velocemente per cucinare. Guardare la TV e ascoltare la musica sono diventati una cosa normalissima, il computer viene utilizzato per fare i compiti e l’ascensore ti porta velocemente e comodamente un paio di piani più in alto o più in basso. Senza corrente tutto questo non sarebbe stato possibile. La corrente ci aiuta in tantissime cose giornaliere. In questo libro impari tutto sulla corrente, perché la corrente è elettrizzante!
L'elettricità ci rende la vita più facile
La corrente ci aiuta per Oramai la vita quotidiana sarebbe impensabile senza la corrente. A casa, a scuola, durante il lavoro, nel traffico sulla strada - dappertutto si fa uso di corrente. La corrente aiuta a rendere la vita più piacevole e facile. Con l’aiuto della corrente è possibile: • Cucinare; • • Farsi la doccia con l’acqua calda; • • Conservare il cibo e le bevande • al fresco; •
Passare l'aspirapolvere; • Muoversi in modo sicuro nel traffiGuardare la TV; co grazie ai semafori; Ascoltare la radio; • Guidare la macchina; Andare su o giù con la scala mobile; • E ancora molto di più!
Buon divertimento alla scoperta del mondo dell’energia!
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Scopri il mondo dell’energia
Chi? Cosa? Perché? Anna: “Leon, le candele non sono luminose come le lampade a risparmio energetico. Questo lo vedono tutti. E perché utilizzare tante candele quando hai luce a sufficienza con una sola lampada a risparmio energetico? Quante candele sarebbero necessarie per la stessa quantità di luce?” Leon: “Forse dieci candele?” Il detective dell’energia: “Sicuramente molto più di dieci candele. Con una lampada a risparmio energetico da 12-watt è possibile produrre una luce equivalente a quella di cinquanta candele.”
L'elettricità ci rende la vita più facile
Quali apparecchi funzionano a corrente? Adesso sai che la corrente rende tante cose molto più semplici. Ma in realtà quali apparecchi utilizzano la corrente? Esercizio A casa guarda in ogni stanza quali apparecchi riesci a trovare
1. Scrivi tutti gli apparecchi che incontri. Nomina almeno cinque apparecchi
2. Quali apparecchi riesci a trovare in classe che utilizzano la corrente? Nominane minimo due.
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Le possibilità offerte dalla corrente
Adesso sai a cosa ci serve la corrente. Ma cos’è che si può fare con la corrente? La corrente può produrre calore, luce, freddo e movimento.
Ad esempio, il forno della cucina cuoce il cibo, il phon asciuga i capelli, le lampade fanno luce e il ventilatore crea un venticello fresco. Ma la corrente può anche produrre il freddo. Pensa al frigorifero o al congelatore. Grazie ad un motorino e a un refrigerante tutto il caldo viene aspirato dal frigorifero. Così possiamo conservare al fresco il cibo e le bevande. Su queste pagine vedi diversi apparecchi.
L'elettricità ci rende la vita più facile
La corrente viene quindi utilizzata per diverse applicazioni. Ci sono persino degli apparecchi che hanno contemporaneamente diverse applicazioni. Pensa ad una lampadina. Essa infatti dà luce e al contempo si riscalda.
La corrente genera luce, calore, freddo e movimento Esercizio Colora i disegni di queste due pagine come spiegato qua sotto
Colora l’apparecchio di rosso se serve a riscaldare. Colora l’apparecchio di blu se serve a raffreddare. Colora l’apparecchio di giallo se serve a fare luce. Colora l’apparecchio di verde se serve a generare movimento. Attenzione! Alcuni apparecchi possono fare diverse cose. Se un apparecchio produce luce e calore, coloralo di rosso e di giallo.
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Elettroni elettrizzanti
Ora sai che la corrente serve nella vita quotidiana. Per molti di noi è addirittura quasi indispensabile. In realtà la corrente è elettricità corrente. L’elettricità la trovi pure nella natura. Pensa ai fulmini.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Esperimento 1 Ti sei mai accorto che puoi prendere una piccola scossa elettrica quando per esempio indossi una maglia di lana e tocchi un oggetto di ferro? Ciò è dovuto alla carica statica. Quasi tutti gli oggetti sono carichi di questa elettricità statica. Se due oggetti con diversa elettricità statica entrano in contatto, la carica viene ripartita in egual misura tra entrambi gli oggetti. Gli elettroni si sposteranno dall’oggetto con maggiore carica negativa all’altro oggetto. Il seguente test ne è un simpatico esempio. Prima gonfia un palloncino. Strofinalo per circa dieci secondi sui capelli. Se ora allontani lentamente il palloncino dalla testa, vedrai che i capelli rimarranno attaccati al palloncino. Strofinando il palloncino sui capelli trasferisci la carica statica dall’oggetto più negativo, in questo caso i tuoi capelli, al palloncino.
La scoperta dell’elettricità Circa duemila anni fa il greco Thales van Milete scoprì uno dei misteri della natura, cioè l’energia. Strofinò una pietra d’ambra su una pezza. Se dopo quest’azione teneva la pietra vicino ad una piuma, la pietra aspirava la piuma verso di sé e rimaneva attaccata alla pietra per un po’ di tempo. In greco, la pietra d’ambra si chiama anche elektron. Ci vollero comunque altri millenovecento anni prima che potessimo veramente utilizzare l’elettricità. In questo libro leggeremo e impareremo ancora di più sugli elettroni.
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L’elettricità funziona nel seguente modo: pietra, piante, polvere – effettivamente tutto è costituito da piccolissime particelle. Queste piccole particelle si chiamano atomi. Attorno agli atomi si trovano delle particelle ancora più piccole. Queste particelle si chiamano elettroni. Certi atomi trasferiscono gli elettroni con facilità. Lo abbiamo potuto vedere nella prova del palloncino. Gli atomi dei capelli hanno ceduto alcuni elettroni agli atomi del palloncino che, a causa della carica, ha ricevuto troppi elettroni.
Il palloncino si è caricato strofinandolo sui capelli. I capelli infatti hanno ceduto elettroni al palloncino. Gli atomi del palloncino volevano ritrasferire la carica ai capelli. Per questo gli elettroni li hanno nuovamente attratti al palloncino. Quando un palloncino svolge quest’azione, diciamo che il palloncino è carico. Purtroppo la quantità di energia caricata sul palloncino non può essere utilizzata per accendere una lampada. Ci vorrebbe molta più energia. L’energia genera calore, luce e movimento. Grazie a questa energia funzionano tutti gli apparecchi elettrici. Pensa al tostapane e alle lampade. Tu stesso hai bisogno di energia. Mangiando, il tuo corpo accumula energia e, per esempio, andando in bicicletta bruci nuovamente questa energia.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Esperimento 2 Apri il rubinetto della cucina o del bagno, solo un pochino, quanto basta per far uscire solo un piccolo filo d’acqua. Pettinati i capelli con un pettine di plastica. Adesso il pettine è carico di elettricità. Tieni il pettine vicino al filo d’acqua. Qui sotto scrivi cosa succede. I piccoli apparecchi come il phon funzionano ad energia, ma con l’energia funzionano pure i grandi apparecchi come le scale mobili. I grandi apparecchi utilizzano molta più energia di quelli piccoli.
Chi? Cosa? Perché? Leon: “Anna, cosa pensi: quanto grande credi che sia un elettrone?” Anna: “Credo che un elettrone sia grande quanto un capello.” Il detective dell’energia: “Gli elettroni sono molto più piccoli. Sono incredibilmente piccoli. Cento miliardi di elettroni messi insieme sono grandi più o meno quanto un capello.” Leon: “Cento miliardi? E quanti sono esattamente? Il detective dell’energia: “Se dovessi pagare un elettrone al secondo, per poter pagare cento miliardi di elettroni ti ci vorrebbero tremila anni!”
Fai sempre attenzione con la corrente!
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Corrente ed elettroni La corrente viene generata nelle centrali. Lì gli atomi liberano tantissimi elettroni. Questi elettroni vengono poi trasportati attraverso i cavi alle prese di corrente. Le prese di corrente hanno due fori. La spina che va nella presa di corrente ha un cavo con due fili. Gli elettroni passano attraverso il foro della presa di corrente nella spina, per poi entrare in uno dei cavi. Questo cavo, è attraversato da un filo di rame che fa in modo che gli elettroni vengano condotti attraverso l’altro cavo, l’elettricità torna indietro fino all’altro foro della presa di corrente. In un tostapane avviene questo: gli elettroni scorrono attraverso il filo di rame che passa nel cavo in una parte del tostapane. In questo modo tutti gli elettroni si sfregano a vicenda, per cui si genera del calore, e questo fa sì che il tostapane diventi incandescente. In questo modo il pane viene ben abbrustolito. Quando gli elettroni hanno attraversato quella parte del tostapane, tornano indietro alla presa di corrente attraverso l’altro filo di rame.
Questa è corrente La corrente è elettricità in movimento e come hai già imparato l’elettricità può essere generata in natura, come i fulmini. Riepilogando: 1. La corrente è una forma di energia; 2. La corrente è costituita da numerosissimi elettroni; 3. La corrente si muove attraverso i fili di rame nei cavi; 4. La corrente assicura il funzionamento di piccoli e grandi apparecchi; 5. La corrente genera la luce; 6. La corrente genera calore.
La spina che può essere inserita nella presa della corrente, è collegata tramite un grosso cavo all’apparecchio. In questo grosso cavo si trovano tre piccoli cavetti. Nel filo marrone c’è un filo di rame che porta gli elettroni all’apparecchio. Nel filo blu c’è un filo di rame che riporta indietro gli elettroni alla presa di corrente. Infine nel cavo ci sono anche un filo giallo e uno verde. In questo modo, quando un apparecchio è rotto gli elettroni non possono più attraversare gli altri fili.
Gli elettroni si muovono dalla presa di corrente al tostapane per poi tornare indietro.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Esercizio Quali oggetti si caricano elettricamente?
Prendi alcuni piccoli pezzettini di carta e riponili su un tavolo. Strofina uno ad uno gli oggetti che vedi nelle figure sui capelli. Dopodiché tieni l’oggetto molto vicino ai pezzettini di carta. I pezzettini vengono attirati dall’oggetto? Ora fai una crocetta nel cerchietto vicino all'oggetto.
pennarello
legno
libro
righello
pietra
pietra d'ambra
palloncino
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Un circuito funziona così
Ogni apparecchio elettrico consuma corrente quando è acceso, ma un apparecchio funziona solo se ha un circuito chiuso. Questo significa che la
Gli elettroni si muovono da un polo della presa di corrente all’apparecchio, da dove, attraverso l’altro polo, tornano alla presa di corrente. La presa di corrente serve da fonte energetica. Le lampadine e gli altri apparecchi come la TV, il computer e la lavatrice non consumano sempre corrente. Questo sarebbe uno spreco di energia. Per questo su questi apparecchi c’è un interruttore, ovvero il pulsante che devi premere per poterli accendere. Con questo pulsante chiudi o interrompi il circuito della corrente. Se il circuito è interrotto, gli elettroni non possono più muoversi. Per questa ragione l’apparecchio non si accende e di conseguenza non consuma corrente.
corrente può muoversi in circolo.
La corrente si muove in un circuito Da cosa è costituito un circuito? 1. In primo luogo una fonte di corrente, come una presa di corrente, un accumulatore o una batteria. 2. Una lampadina o un apparecchio come un tostapane o un frigorifero. 3. Un filo di rame dalla fonte di corrente all'apparecchio. 4. Un interruttore con il quale è possibile accendere e spegnere l’apparecchio. 5. Un secondo filo di rame, che parte dall’apparecchio e torna indietro alla fonte di corrente. Se tutti questi elementi sono collegati tra loro, gli elettroni possono circolare e il circuito è chiuso.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Per poter creare un circuito semplice hai bisogno di: 1. Una batteria da 4,5 volt; 2. Una lampadina piccola, da 2,5 v.; 3. Due fili di rame sottili di venti centimetri.
Rimuovi un pezzettino di plastica dalle estremità di entrambi i fili. Avvolgi queste estremità attorno ai poli della batteria. Si tratta dei piedini in ferro sulla parte superiore della batteria. Sul polo negativo gli elettroni si muovono verso la lam lamposi padina. Il filo del polo negativo deve essere quindi posizionato sotto la lampadina. Dalla lampadina tornano nuovamente indietro verso il polo positivo. Il filo del polo positivo si appoggia sul lato del portalampada. lampadiIl portalampada è la parte argentata sotto la lampadi na. Se tutto va bene, la lampadina si accende!
Esercizio Crea un circuito con un interruttore
In un circuito con una lampadina è facile inserire un interruttore. Taglia il filo blu in due parti e da entrambe le estremità togli un pezzettino di plastica. Incolla un pezzo di foglio di alluminio sulla metà di una striscia di cartone. Ora posiziona entrambe le estremità dei fili sul pezzo di cartone senza il foglio d’alluminio. Piega il cartone in due. Non appena il foglio di alluminio tocca i fili, si accenderà la lampadina. Ciò avviene perché, in questo modo, il circuito viene chiuso di nuovo. Puoi spegnere la lampadina aprendo di nuovo il cartone. Attenzione! Per questo esperimento è meglio usare batterie piccole. Soltanto in questo test puoi tagliare i cavi. Altrimenti non tagliare mai i cavi senza ragione, poiché a causa della corrente potrebbe essere mortalmente pericoloso!
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Il circuito è chiuso?
Qui sopra vedi una serie di figure che rappresentano un circuito. Se il circuito è chiuso, la lampadina si accende. In quale delle figure sopra il circuito è chiuso? Segna con una crocetta. Gli elettroni possono muoversi molto facilmente, anche attraverso materiali come il metallo. Per questo nei cavi ci sono anche fili di rame, anch’esso è un tipo di metallo.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Esperimento legno
Attraverso quali oggetti possono muoversi gli elettroni?
graffetta
corda
Gli elettroni possono muoversi attraverso diversi materiali. In questa pagina vedi diversi oggetti. Attraverso alcuni di questi oggetti gli elettroni possono muoversi bene, ma attraverso altri non riescono a muoversi per niente. Nel prossimo esperimento analizzeremo in quali oggetti è possibile lo spostamento degli elettroni e in quali non lo è. Nell’esperimento precedente hai messo un pezzo di cartone con un foglio d’alluminio tra due fili rossi. Hai visto che il foglio d’alluminio serviva a mantenere accesa la lampadina. Adesso sostituiamo il cartone con uno degli oggetti della pagina. Per esempio il righello.
suola delle scarpe
foglio d'alluminio
forchetta
magnete
Esercizio Ora la lampadina si accende?
Nella colonna a sinistra scrivi tutti gli oggetti che conducono gli elettroni e che quindi fanno accendere la lampadina. A destra scrivi tutti gli oggetti che non lasciano passare gli elettroni, per cui la lampadina non si accende.
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L’elettricità viene prodotta così: magnetismo
Adesso sai come funziona un circuito. In questo capitolo apprenderai come viene generata la corrente. La forza di attrazione di un magnete Un oggetto carico di elettricità, come un palloncino, può attirare dei pezzettini di carta. Lo hai potuto vedere tu stesso nel capitolo 3. Lo si potrebbe paragonare a un magnete. Esso infatti può attirare il ferro. Questo fenomeno viene definito magnetismo. Un magnete è composto da tantissimi piccoli magneti che a loro volta sono composti da atomi ancora più piccoli. Questi ‘mini magneti’ si muovono tutti nella stessa direzione, come puoi vedere nella figura a pagina 21. Il magnete I magneti attirano determinati metalli. I magneti vengono utilizzati per la produzione di elettricità. Il modo in cui questo avviene sarà descritto nel prossimo capitolo: ‘Come funziona una dinamo’.
Fatti sui magneti 1. I magneti hanno un polo nord e un polo sud. 2. Il polo sud di un magnete attira il polo nord dell’altro magnete e viceversa. 3. Un polo sud respinge un altro polo sud. Questo vale pure per il polo nord. Quindi, due lati uguali non si attirano ma piuttosto si respingono. 4. La corrente viene prodotta con l’aiuto di un magnete. 5. I magneti ci aiutano anche nella nostra vita quotidiana. Pensa al frigorifero. La porta resta chiusa perché un magnete la mantiene in questa posizione.
L'elettricità ci rende la vita più facile polo nord
La terra ha un polo nord ed un polo sud magnetici. Con il loro magnetismo attirano le lancette di una bussola. La lancetta della bussola indica sempre il Nord. Con una bussola puoi stabilire la giusta direzione. Tieni la bussola in modo posizionache la lancetta sia posiziona direta sulla N di Nord. Quella dire quezione sarà dunque il Nord, in que diresto modo saprai anche in quale dire zione si trovi in quel momento l’Oriente, il Sud, l’Occidente.
polo sud
mini magnete
Chi? Cosa? Perché?
Sulla figura vedi dei poli rossi e verdi. Questi sono i poli nord e i poli sud. I mini magneti indirizzano tutti i loro piccoli poli sud nella direzione del polo sud. Puoi vederlo dal colore verde dei minimagneti, che sono tutti rivolti nella direzione della parte verde del magnete. Questo vale pure per le parti rosse, che in questo caso sono il polo nord del magnete.
Come puoi vedere nella figura, un
Anna: “Leon, questo magnete attira anche i pezzettini di carta?”
(verde). Questo avviene perché sono
Leon: “No, penso di no.”
polo nord (rosso).
polo sud respinge un altro polo sud uguali. Lo stesso vale anche per il
Il detective dell’energia: “Leon ha ragione. I magneti attirano soltanto altri oggetti di metallo.”
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La corrente viene generata così:
dinamo
Ora sai già abbastanza cose sui magneti. Ma lo sapevi che la dinamo della bicicletta genera corrente con dei magneti? Una dinamo è una piccola centrale elettrica. Di seguito spiegheremo esattamente come funziona.
Un ciclista spinge sui pedali e quindi muove le gambe. Questa viene chiamata energia di movimento. Grazie a questa energia la bicicletta va avanti. Con questa energia il ciclista può anche generare luce. Se la dinamo è appoggiata sulla gomma, all’interno della dinamo viene generata corrente. Attraverso un filo, gli elettroni si spostano quindi verso la lampadina. Attraverso un altro filo essi ritornano alla dinamo. La luce rimane accesa fino a quando il ciclista continua a pedalare e la dinamo è appoggiata sulla ruota della bicicletta. È così che funziona una dinamo ed è così che funzionano i generatori delle grandi centrali elettriche quando generano energia.
Esercizio Quali luci si accendono?
Qui sopra vedi tre figure di ciclisti. Su quale bicicletta si accenderanno le luci anteriore e posteriore quando il ciclista si mette in movimento? Fai molta attenzione alla dinamo. Metti una crocetta sul ciclista giusto.
La dinamo La figura mostra il funzionamento della dinamo su questa bicicletta. Il magnete che si trova nella dinamo è dotato di un polo sud e di un polo nord. Questi poli girano. Di conseguenza gli elettroni nel filo iniziano a muoversi. Questo avviene perché vengono respinti ed attratti. Si muovono il più velocemente quando il filo è avvolto attorno alla bobina. Nella bobina si trova anche un nucleo di ferro che fa sì che gli elettroni si muovano più velocemente. Con l’aiuto di questo magnete nella dinamo viene quindi generata la corrente.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Se quando si pedala la rotellina della dinamo poggia sulla gomma, allora il magnete all’interno della dinamo gira.
Adesso il magnete gira attorno al proprio asse. Quindi gli elettroni nel filo inizieranno a muoversi, perché sono attratti dal magnete.
Gli elettroni si muovono attraverso il filo, che è avvolto attorno al nucleo di ferro. Così viene generata la corrente. È così che si accendono le luci della bicicletta. Questo avviene perché il circuito è chiuso. Passando attraverso un filo, gli elettroni si muovono verso la lampadina e attraverso l’altro filo tornano indietro alla dinamo.
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La corrente viene generata così:
elettromagnete
Andando in bicicletta la dinamo genera corrente con un magnete. Con la corrente puoi trasformare in un magnete anche un chiodo. Con la corrente e un filo, il chiodo diventa un magnete elettrico.
I magneti nella vita quotidiana 1. Il campanello della porta. 2. Il motore elettrico. 3. Il meccanismo automatico di apertura delle porte.
Il filo viene avvolto come una bobina attorno al chiodo. Questo fa sì che la corrente si sposti attraverso il cavo dalla batteria verso il chiodo e viceversa. In questo modo tutti i minimagneti si spostano nella stessa diredirezione. L’elettromagnete attira così le graffette. Questa tecnica viene utilizzata anche nei motori elettrici. Nel prossimo capitolo leggeremo come funziona.
L'elettricità ci rende la vita più facile
Crea il tuo elettromagnete Hai bisogno di: 1. Una batteria da 4,5 volt; 2. Un chiodo lungo; 3. Un filo sottile di circa un metro di lunghezza; 4. Graffette. Prima metti il chiodo libero vicino alle graffette. Le graffette restano attaccate al chiodo? Scrivi qui sotto la risposta.
Adesso avvolgi il filo per quindici volte attorno al chiodo e collega il filo al polo sud e a quello nord che si trovano sul lato superiore della batteria. Annota nella tabella a fianco quante graffette restano attaccate al chiodo. In seguito avvolgi il filo per trenta volte attorno a quest’ultimo. Nella tabella scrivi quante graffette restano attaccate adesso al chiodo. Puoi inserire anche un interruttore, proprio come abbiamo visto a pagina 17.
Esercizio Quanto è forte l’elettromagnete?
15 avvolgimenti
30 avvolgimenti
Avvolgimenti attorno al chiodo
graffette
graffette
Soltanto il chiodo libero (senza batteria)
graffette
graffette
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elettromotore
La corrente viene generata così:
Molti apparecchi vengono azionati da un elettromotore. Un elettromotore è presente, per esempio, nelle macchinine telecomandate. È così che una macchinina giocattolo può correre. Nella lavatrice c’è un grande elettromotore che permette al tamburo di girare. Anche le scale mobili funzionano con un grande motore elettrico.
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Le parti di un motore elettrico: 1. Con una batteria da 4,5 volt è possibile azionare i giocattoli elettrici. 2. Dal polo negativo della batteria gli elettroni si muovono attraverso il cavo verso il motore. 3. Attraverso il secondo cavo gli elettroni si spostano dal motore e tornano al polo positivo della batteria. 4. L’interruttore chiude il circuito. 5. Gli elettroni si muovono attraverso una bobina che ha un nucleo in ferro. E in questo modo si genera un elettromagnete uguale a quello utilizzato nel precedente capitolo. 6. Un elettromagnete ha un polo sud e un polo nord. 7. Attorno all’elettromagnete c’è un magnete di ferro. Anche questo magnete ha un polo nord e un polo sud. 8. I poli uguali si respingono mentre i poli opposti si attraggono. È così che gira l’elettromotore.
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In realtà un elettromotore funziona allo stesso modo della dinamo di una bicicletta. La differenza: nella dinamo il ciclista deve pedalare per generare corrente e quindi luce. L’elettromotore viene azionato da una batteria. Un elettromotore ha dei magneti normali e un elettromagnete. Hai già potuto sperimentare da solo come funziona un elettromagnete. I poli dei magneti (nord e sud) continuano ad attirarsi e a respingersi permettendo all'elettromotore di continuare a girare.
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La corrente viene generata così:
turbina e generatore Sai già come funzionano il magnetismo, la dinamo della bicicletta, l’elettromagnete e l’elettromotore. Adesso vediamo come funzionano le turbine e i generatori. Le turbine e i generatori producono corrente. Bruciando un combustibile come il carbone, il petrolio o il gas naturale si genera energia sotto forma di calore.
turbina
Oltre che dai combustibili fossili (carbone, petrolio e gas naturale), la corrente viene anche generata dall’uranio. Al momento della fissione degli atomi dell’uranio viene sprigionato tantissimo calore. Questo calore porta ad ebollizione l'acqua contenuta in grandi bollitori. In questo modo si genera vapore acqueo. Il vapore acqueo sprigiona una forza tale da riuscire a far girare eliche grandissime. Queste eliche fanno parte della turbina. La turbina è collegata con un asse a una grandissima dinamo, che viene chiamata generatore. La turbina fa funzionare il generatore. Il generatore produce elettricità, come la dinamo delle biciclette. Visto che il generatore è molto più grande di una dinamo di bicicletta, produrrà anche molta più elettricità.
generatore con
asse
magnete
vapore acqueo
Una bobina con un nucleo in ferro
L'elettricità ci rende la vita più facile
Chi? Cosa? Perché? Anna: “Leon, con una batteria, per esempio, puoi far correre una macchinina giocattolo. Anche questa batteria utilizza corrente?” Leon: “Non lo so di preciso.” l detective dell’energia: “Una batteria non utilizza corrente, ma in essa la cor corrente viene solo accumulata. La batteria quindi trasmette la corrente all’apparecall’apparec chio, ma soltanto se il circuito è chiuso.”
La corrente può essere raccolta soltanto in una batteria o in un accumulatore. Le batterie normalmente hanno 9 volt. La tensione dell’elettricità viene indicata in volt. La corrente della presa di corrente ha 220 volt di potenza o tensione. Esperimento: possono generare corrente non solo una turbina e un generatore, ma anche un limone. Infila una puntina di rame in una parte del limone. Dall’altro lato infila una graffetta. Attorno alla puntina e alla graffetta avvolgi un pezzettino di cavo elettrico. Collega questi cavi ad una lampadina. Vedrai che la lampadina si accenderà. Il limone funge dunque da batteria.*
Elettricità Per generare elettricità c'è bisogno di forza. Pedalando, il ciclista genera forza muscolare. Con questa forza di movimento viene azionata la dinamo. Questo fa sì che la lampadina si accenda. Per l’elettricità che viene utilizzata nei grandi apparecchi, c’è bisogno di molta più potenza. Per generare energia sono necessari calore, acqua o vento, una turbina e un generatore.
*È possibile che un solo limone non sia sufficiente ad illuminare una lampadina, anche se è piccola. Si può comunque effettuare una facile verifica collegando i cavi a un tester, ossia un misuratore di tensione.
Il succo di limone è in grado di condurre l'elettricità. Questi liquidi vengono chiamati elettroliti.
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Le nostre fonti energetiche: le sorgenti fossili e l’uranio
La corrente viene generata con le turbine e i generatori, ma ancora non sappiamo con quali fonti. Gran parte della corrente viene prodotta dal carbone, dall’energia nucleare (uranio), dal gas naturale o dal petrolio. Il carbone, il petrolio e il gas naturale esistono già da milioni di anni e vengono chiamati combustibili fossili. Inoltre viene utilizzato anche l’uranio. L’uranio è un metallo da sempre disponibile sulla terra.
La centrale a carbone Nella centrale a carbone viene bruciato il carbone. Con il calore sviluppato viene riscaldata l’acqua. Il vapore acqueo aziona una turbina, che a sua volta aziona il generatore. Così si genera la corrente.
vapore acqueo
turbina
generatore
rete della corrente
carbone
trasformatore
mulino per il carbone
il carbone viene bruciato
condensatore
L'elettricità ci rende la vita più facile
Energia da carbone Per poter generare corrente con una turbina e un generatore, nelle centrali a carbone si brucia del carbon fossile o della lignite. Il carbon fossile produce più energia della lignite. Questi carboni vengono bruciati per riscaldare l’acqua. Il vapore acqueo fa sì che la turbina giri (vedi anche capitolo 5).
Energia dal petrolio Utilizziamo il petrolio per tante cose diverse. Col petrolio si produce ad esempio la benzina per alimentare le automobili. Il petrolio si usa anche per riscaldare le nostre case e in alcuni casi per generare corrente.
Chi? Cosa? Perché?
I vantaggi del carbone 1. Le riserve di carbone saranno disponibili ancora per diverse centinaia di anni. 2. Questa fonte è disponibile in molte regioni della terra. 3. Il carbone è facile da trasportare e da tenere in magazzino. 4. Rispetto ad altre fonti di energia è abbastanza economico. Il lato negativo del carbone è che produce il doppio di CO2 rispetto a una centrale a gas.
Anna: “Leon, che cosa pensi, di che cosa sono fatti la tua macchinina, il tuo castello e il tuo palloncino?”
tubo di aspirazione dei resti della perforatrice
Leon: “È facile, sono fatti di plastica.” Il detective dell’energia: “È vero, ma la plastica a sua volta è fatta di petrolio. Molte cose che utilizziamo nella vita quotidiana sono fatte di plastica, anche chiamata materiale sintetico.”
motore della perforatrice
Normalmente il petrolio si trova a grandi profondità sotto la superficie terrestre. Per trovarlo si trivella la terra. A questo scopo si usa una perforatrice. foro di perforazione
fioretto
testa della perforatrice
petrolio
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La stufa a gas consente di riscaldare la casa e l’acqua. Il gas naturale è anche utilizzato per cucinare.
Energia dal gas naturale Così come col carbone e il petrolio, con la combustione del gas naturale si generano molto calore e vapore acqueo. Il vapore acqueo serve per azionare la turbina, che funziona quasi allo stesso modo di un reattore. Quindi anche il gas naturale è adatto alla generazione di energia. Dalla combustione del gas naturale si libera anche un
fumo meno nocivo rispetto a quello derivante dalla combustione del carbon fossile e del petrolio. Il gas naturale si trova in profondità sotto la superficie terrestre. Enormi giacimenti di gas naturale si trovano ad esempio in Russia o nel Mare del Nord. In questo mare il gas naturale viene estratto dalla terra con l’aiuto di grandi piattaforme di perforazione. Il gas naturale è anche utilizzato per cucinare. Sul fornello vedi le fiamme che si formano con l’aiuto del gas naturale.
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Trova le cinque differenze
Qui sopra vedi degli oggetti che funzionano a gas naturale. Nel riquadro in alto e in quello in basso sono illustrati gli stessi oggetti. Tuttavia gli oggetti che si trovano nel riquadro superiore presentano piccole differenze rispetto agli oggetti del riquadro inferiore. Metti una crocetta sulle differenze.
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I vantaggi del gas naturale Il gas naturale offre il vantaggio che durante la combustione libera una minore quantità di sostanze dannose. 1.
Con il gas naturale si può riscaldare. Pensa per esempio alla stufa a gas per la casa. 2. Con il gas naturale si può generare corrente. 3. Con il gas naturale si può cucinare il cibo. 4. Anche le automobili possono essere alimentate a gas naturale.
Riscaldare e cucinare col gas naturale In passato le case venivano riscaldate a legna e carbone. In seguito venne introdotta la nafta. Successivamente si passò al gas naturale. Molte persone usano il gas naturale per riscaldare la casa e l’acqua o per cucinare il cibo. Oggi anche alcuni barbecue funzionano a gas naturale. In molte case il gas naturale fuoriesce da un’apposita presa o da una conduttura.
Guidare a gas naturale Le automobili alimentate a gas in genere sono meno inquinanti perché rilasciano una quantità molto inferiore di sostanze dannose. Per questo le auto a gas sono sempre più richieste e ci sono sempre più stazioni di rifornimento del gas. Il gas naturale viene misurato in chilogrammi. Un chilo di gas naturale dà tanta energia quanto un litro di benzina.
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torre di raffreddamento
rete elettrica
trasformatore
acqua di raffreddamento
elementi combustibili con l’uranio
generatore turbina
vapore acqueo
Corrente proveniente dall’uranio Nelle centrali nucleari si genera energia dall'uranio. L’uranio è un metallo presente sulla terra, per la precisione nella roccia stratificata. Anche con l’uranio, è il calore a generare la corrente. Durante la scissione dei nuclei degli atomi di uranio, si sviluppa del vapore acqueo. Questa forma di energia viene detta energia nucleare. L’uranio permette di generare molta corrente. Un chilo di uranio genera tanta corrente quanto: 1. Circa 12.000 litri di nafta, oppure 2. Circa 18.000 chili di carbone, oppure 3. Circa 56.000 chili di lignite
La fissione atomica avviene nelle centrali nucleari e grazie ad essa si genera molto calore. Questo calore viene usato per riscaldare l’acqua. Il vapore acqueo prodotto dal riscaldamento dell’acqua attiva la turbina, che a sua volta fa funzionare il generatore. È così che viene generata la corrente. Così come i combustibili fossili anche l’uranio non è disponibile in modo illimitato sulla terra. Inoltre, l’energia nucleare produce rifiuti radioattivi. I rifiuti possono essere molto diversi. Per esempio, alcuni sono rappresentati da sostanze solide, come l’attrezzatura, la terra e gli abiti inquinati, ma possono essere radioattive anche le sostanze liquide. Pensa per esempio all’acqua di raffreddamento. Dato che i rifiuti radioattivi sono dannosi per le persone, vengono conservati sotto terra ad una grande profondità.
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Energia fossile e uranio 1. La corrente può essere generata con diverse fonti di energia, che si trovano a grandi profondità sotto la superficie terrestre. Queste sostanze sono chiamate combustibili fossili. 2. Appartengono a questi combustibili fossili il carbon fossile, la lignite, il petrolio e il gas naturale. 3. L’uranio è un metallo. Gli atomi di questo metallo possono essere scissi. Così facendo si può generare molta corrente.
Esercizio Di quale fonte di energia si tratta?
Unisci con una linea il nome all’immagine corretta.
Carbone
Gas
Uranio
Petrolio
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Le nostre fonti di energia: fonti rinnovabili
Le riserve di combustibili fossili e di uranio nel mondo sono limitate. Attraverso la combustione di carboni, di petrolio e di gas naturale si liberano sostanze gassose, in particolare CO2 (anidride carbonica).
Esistono anche altre fonti con le quali possiamo generare energia. Queste fonti si trovano in natura e saranno sempre presenti. Parliamo dell’acqua, del vento, del sole, delle biomasse e del calore terrestre. Queste fonti sono dette fonti rinnovabili.
chiusa
generatore
diga
diga
il percorso dell’acqua
turbina
trasformatore
Così funziona una centrale idroelettrica su un fiume. L’acqua viene sbarrata. In questo modo l’acqua scorre con forza attraverso le condotte forzate azionando la turbina.
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La corrente generata dalla forza dell’acqua – energia idroelettrica La terra è ricoperta per tre quarti dall’acqua. In una centrale idroelettrica, per generare corrente, si sfrutta la forza dell’acqua in movimento. Grazie al movimento dell’acqua si aziona la turbina. La turbina a sua volta determina il funzionamento del generatore, per mezzo del quale viene prodotta la corrente. Corrente generata dalla forza del vento – energia eolica Il primo mulino a vento fu inventato circa mille anni fa. Le pale del mulino a vento sono azionate dal vento, che le fa ruotare. In passato, quest’energia cinetica veniva utilizzata per macinare i prodotti. Per esempio, in questo modo si macinava il grano per ottenere la farina. Oggi i mulini a vento vengono anche utilizzati per produrre corrente. Le pale che ruotano per azione del vento attivano il generatore. Se c’è poco vento, allora le pale rimangono ferme. In caso di vento eccessivo i mulini a vento vengono disattivati, perché altrimenti potrebbero rompersi.
Corrente generata dai raggi solari – energia solare Il sole splende ogni giorno sulla terra, dandoci luce e calore. Grazie a questa forma di energia le piante e gli animali possono vivere sulla terra. Per generare corrente con i raggi solari, vengono usati pannelli solari che catturano l’energia irradiata dal sole; quest’energia viene successivamente convertita in elettricità. Naturalmente questo avviene solo se splende il sole. Visto che il sole non splende sempre, non è sempre possibile generare energia sfruttando la luce solare.
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Sui tetti delle case, si vedono spesso pannelli solari. Ma i pannelli solari possono anche essere installati su un supporto a terra nel giardino o nei grandi parchi fotovoltaici. I pannelli solari vengono posizionati in modo inclinato in modo da catturare più raggi solari. Oltre alle case, con l’energia solare si può riscaldare anche l’acqua.
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produzione combinata elettricità-calore contenitori di fermentazione
piante e concime
Corrente generate dalle biomasse L’energia da biomasse viene generata tramite la combustione, la trasformazione in gas o la fermentazione di materiali organici. A questi appartengono, per esempio il legno, gli avanzi di verdura, frutta e i rifiuti del giardino, ma anche l‘olio vegetale, il concime, il ravizzone, i girasoli e il mais. In genere il legno viene bruciato. Attraverso la combustione si produce calore che riscalda l’acqua, come nelle altre forme di produzione di energia. I concimi, gli avanzi di verdura, di frutta, i rifiuti del giardino e simili possono essere fermentati. La fermentazione avviene in speciali impianti di biogas con l’aiuto di batteri. I batteri determinano la fermentazione del prodotto e la conseguente produzione del biogas. La fermentazione avviene in contenitori speciali. Il biogas può essere utilizzato per la produzione combinata di elettricità-calore. Questo significa che utilizzando il biogas possono essere generati sia calore che corrente. Questi vengono utilizzati per il riscaldamento, per esempio, di uffici, ospedali, aziende o serre agricole. In genere a questo scopo si utilizza un motore a combustione. Un motore a combustione funziona come il motore di un’automobile, ma gira a gas naturale o biogas invece che a benzina. L’acqua di raffreddamento del motore e il calore dei gas di scarico vengono poi utilizzati per riscaldare l’acqua. Infine, per produrre il biodiesel è anche possibile schiacciare semi oleosi. Il biodiesel può essere utilizzato per alimentare le automobili.
Mix energetico La corrente può essere generata da diverse fonti. 1.
Nelle centrali energetiche si genera energia con combustibili fossili e rinnovabili e con l’uranio. 2. La corrente che scorre nelle prese di corrente delle abitazioni è prodotta da tutti questi combustibili. Quasi sempre la corrente è composta da una combinazione di combustibili, anche chiamata “mix energetico”. 3. Il mix di combustibili fossili e rinnovabili è importante, perché non sempre è possibile generare energia dal vento e dal sole. Per esempio, se il vento non soffia, il sole non splende o se c’è un vento troppo forte. In questi casi l’energia non viene generata e sono quindi necessari anche i combustibili fossili. Inoltre la produzione di energia da fonti rinnovabili è ancora molto costosa.
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Energia generata dal calore terrestre – geotermia Quanto più si scende nelle profondità nella terra, tanto maggiore è il calore. I tecnici scavano buche molto profonde, a volte più di quattro chilometri. Spesso a queste grandi profondità si trova acqua calda in abbondanza, che viene pompata in superficie con apposite pompe. Per la generazione di corrente è necessaria acqua che sia almeno a 120 gradi. A questa temperatura infatti si produce il vapore acqueo. Questo vapore aziona la turbina, che a sua volta fa girare il generatore, generando così la corrente. Dopo l’utilizzo, l'acqua raffreddata scorre di nuovo nella terra. In questo modo viene prodotta corrente dal calore terrestre. Inoltre il calore terrestre può essere anche utilizzato per riscaldare le case tramite una pompa di acqua calda. A questo scopo non è necessario che l’acqua sia caldissima e quindi non è necessario scavare così a fondo.
pompa di circolazione
acqua raffreddata
turbina
acqua calda
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Energie rinnovabili L’energia rinnovabile completa il fabbisogno energetico soddisfatto dall’energia da combustibili fossili e dall’uranio. 1. L’acqua genera corrente nelle centrali idroelettriche. 2. Il sole genera energia con l’aiuto dei pannelli solari. 3. Il vento genera corrente nelle centrali eoliche. 4. Con le biomasse vengono prodotti biogas e combustibili. 5. Dal calore terrestre viene generata corrente e acqua calda. Questa produzione è detta geotermia.
generatore
trasformatore
rete elettrica
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Così arriva la corrente a casa tua
La corrente quando ti serve c’è sempre. Nelle batterie e negli accumulatori si possono conservare piccole quantità di corrente. Ma quel poco di energia conservato nella batteria non è sufficiente, per esempio, per poter cucinare. Per questo nelle centrali energetiche viene generata la corrente, che attraverso la rete elettrica è resa sempre disponibile.
1. Nelle centrali viene
2. La corrente
3. La tensione elettrica (volt)
4. A questo punto, attraver-
generata la corrente;
giunge alle
viene ridotta in una stazione
so le linee elettriche ad
abitazioni dalla
intermedia;
alta tensione la corrente
centrale attra-
può essere convogliata
verso la rete
verso le grandi fabbriche a
elettrica ad alta
110.000 volt;
tensione. Questa corrente è a 380.000 o 220.000 volt;
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Dalla centrale gli elettroni vengono trasportati alle abitazioni attraverso i cavi ad alta tensione. Sui cavi ad alta tensione si possono trasportare fino a 380.000 volt. La batteria che hai utilizzato durante le prove non contiene più di 4,5 volt. Nella rete elettrica ad alta e media tensione si riduce il voltaggio degli elettroni che infine giungono nelle abitazioni a 220 volt.
Più o meno corrente in funzione del fabbisogno. Spesso la corrente viene utilizzata in determinati orari. Per esempio, quando si cucina o la sera, quando molte persone guardano la tv. A volte, in un determinato orario, si utilizza più corrente del solito. Se, per esempio, di notte c'è una gara di Formula 1, la tv sarà accesa in più case del solito. In quel momento si dovrà anche generare più corrente del normale.
5. La corrente può anche
9. La corrente non viene
6. In seguito, la corrente ha
7. In un trasformatore la
8. In genere, in città, i cavi
passare ad una seconda
ancora 20.000 volt e scorre
corrente a 20.000 volt
elettrici si trovano sotto
prodotta solo per le
stazione intermedia,
sulla rete elettrica a media
viene ridotta a 230 volt.
terra, ma talvolta sono
abitazioni domestiche.
dove la tensione subisce
tensione. Questa corrente, per
Nella rete elettrica a
sospesi;
un ulteriore abbassa-
esempio, può essere utilizzata
bassa tensione la cor-
per far funzionare i lam-
mento;
dalle piccole fabbriche;
rente giunge fino alle
pioni in strada.
case a 220 volt;
Viene anche utilizzata
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Così usi la corrente in modo sicuro!
Questo puoi farlo se i tuoi genitori ti danno il permesso. 1. Inserire un apparecchio nella presa di corrente; 2. Accendere e usare un apparecchio; 3. Quando fai esperimenti con le lampadine, usa batterie di piccolo calibro.
Questo è pericoloso e quindi da non fare! 1. Inserire qualcosa negli apparecchi elettrici. Nemmeno se, per esempio, una fetta di pane è incastrata nel tostapane; 2. Toccare le prese elettriche; 3. Inserire una presa di corrente senza la supervisione dei tuoi genitori; 4. Utilizzare apparecchi elettrici vicino all’acqua; 5. Giocare con un aquilone nelle vicinanze di cavi ad alta tensione e di piloni elettrici.
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Se vedi questo, dillo ai tuoi genitori 1. Se un interruttore è rotto o non funziona; 2. Se una presa di corrente è rotta o non funziona; 3. Se il cavo di un apparecchio elettrico è danneggiato; 4. Se un apparecchio elettrico non funziona bene o del tutto.
La corrente è sicura La corrente va usata nel modo corretto. Fai attenzione con le prese di corrente, con i cavi e con gli apparecchi. Se segui le istruzioni, la corrente è sicura.
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Così risparmi energia
Ora, insieme al detective dell’energia, vedrai cosa possiamo fare per risparmiare energia. Esaminerai casa tua e la tua classe. Perché lì si usa moltissima energia e probabilmente se ne può risparmiare un po’.
Esercizio: Discutere e risparmiare
Discutete in gruppetti come si può risparmiare energia a casa e a scuola. Scrivete le vostre idee qui sotto.
Hai imparato che la corrente deve essere generata. Per farlo viene, per esempio, bruciato carbon fossile o gas naturale. Questi combustibili sono preziosi e presenti sulla terra in modo limitato. Inoltre durante la generazione della corrente si liberano delle sostanze dannose. È quindi bene per l’ambiente e per il clima risparmiare energia. E se utilizzi meno energia, devi anche pagare di meno. Oltre all’energia anche l’acqua è preziosa.
Discutete di tutte le idee trovate e fate un grande poster con le idee per il risparmio. Questo poster può essere appeso in classe.
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Consigli per risparmiare energia Spegnere completamente gli apparecchi Molti apparecchi, se non sono spenti completamente, consumano energia. In quel caso si dice che gli apparecchi sono in stand-by. Per esempio una tv. Se spegni la televisione con il telecomando e resta accesa una piccola luce sulla tv, allora la tv è in stand-by e utilizza comunque corrente. Questo non è solo uno spreco di energia, ma è anche una spesa inutile. Se, per esempio, lasci acceso lo schermo del computer, lo screensaver consuma più energia di quanta ne consumeresti se utilizzassi il computer normalmente. Quando non utilizzi apparecchi come la tv, il computer, il lettore dvd e console per giochi elettronici, la cosa migliore è quindi spegnerli completamente. A questo scopo è possibile utilizzare una ciabatta elettrica con interruttore.
Acqua dal rubinetto Quando ti lavi i denti non lasciare aperto il rubinetto. Infatti, mentre ti spazzoli i denti non utilizzi l’acqua. Per il risciacquo usa un bicchiere. Anche in questo modo si risparmia moltissima acqua. Il frigorifero Se vuoi prendere qualcosa dal frigo, pensa prima a cosa vuoi prendere. Così il frigorifero resta aperto solo un attimo e anche questo ti fa risparmiare energia. Se vuoi mettere dei nuovi prodotti nel frigo, assicurati che non siano troppo caldi. Falli prima raffreddare e mettili nel frigorifero solo allora.
Meglio fare la doccia che il bagno Quando ti fai il bagno, consumi circa tre volte più acqua e calore rispetto a quando ti fai la doccia. Per cui: meglio una doccia che un bagno. Risparmiare sulla luce Spegni la luce se non torni nella stanza per lungo tempo e accendi solo le luci di cui hai veramente bisogno. Per leggere usa una luce per la lettura. Potrai così lasciare spenta la luce grande.
Esercizio: Luce calda
Quali luci restano più fredde? Le lampadine producono luce, ma anche calore. Chiedi al tuo insegnante o ad un genitore di mettere due lampade l’una accanto all’altra. In una lampada metti una lampadina da 60 watt. Nell’altra lampada metti una lampadina a basso consumo energetico da 11 watt. Metti un termometro sotto entrambe le lampade. Dopo circa cinque minuti, guarda il termometro delle due lampade. Quale lampada produce più calore?
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Consigli in breve
Caricare il telefono cellulare Il caricatore di un telefono cellulare consuma corrente, anche se il caricatore è inserito nella presa di corrente senza che il telefono sia collegato o se il telefono è già carico. I telefoni cellulari si ricaricano in un paio d'ore. Quindi, dopo la carica, disinserisci il caricatore dalla presa di corrente. Non caricare troppo a lungo il telefono e, di notte, tienilo spento. Così si scaricherà più lentamente e sarà necessario ricaricarlo meno di frequente. Questo, ancora una volta, fa risparmiare energia.
1. Se non guardi la tv, tienila completamente spenta. 2. Mentre ti spazzoli i denti, chiudi il rubinetto. 3. Non tenere il frigorifero aperto troppo a lungo e non mettere alimenti caldi nel frigorifero. 4. Preferisci la doccia al bagno e fai attenzione a non stare troppo a lungo sotto la doccia. 5. Accendi solo le luci necessarie. 6. Carica del tutto il tuo telefono cellulare, ma non troppo a lungo. 7. Usa batterie ricaricabili. 8. Quando arieggi la casa spegni il riscaldamento. 9. Usa lampadine a basso consumo energetico o lampade a led. 10. Se il riscaldamento è acceso, chiudi la porta. In questo modo il calore non si disperde inutilmente nel corridoio. 11. Ogni tanto, anziché guardare la tv, fai un gioco di gruppo. 12. Sii parsimonioso con la carta.
Cambiare l’aria in un ambiente e spegnere il riscaldamento Quando arieggi un ambiente spegni il riscaldamento, altrimenti l’aria calda esce direttamente dalla finestra. Dopo aver cambiato l’aria ovviamente puoi di nuovo accendere il riscaldamento.
Usa batterie ricaricabili Si tratta di batterie che quando sono scariche possono essere ricaricate, per cui dopo l'utilizzo non devi buttarle via. È la soluzione migliore per l’ambiente.
Usa lampadine a basso consumo energetico A casa usate lampadine a basso consumo energetico? No? Allora sostituisci alcune lampadine normali con lampadine a basso consumo energetico. Le lampadine a basso consumo energetico consumano molta meno corrente rispetto alle lampadine normali e inoltre durano anche più a lungo.
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Risultati Di seguito sono riportati tutti gli esercizi con le risposte corrette. Per ogni risposta corretta ottieni un punto. Per le domande dove sono possibili più risposte, ottieni tanti punti quante sono le risposte corrette che hai dato. In ogni cerchio, scrivi il numero di punti che hai totalizzato. Somma questi totali e otterrai il tuo punteggio finale.
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Pagina 7: Quale apparecchio funziona a corrente? Per ogni apparecchio corretto guadagni un punto. I seguenti apparecchi che puoi trovare in casa funzionano a corrente: lampada, asciugacapelli, piastra per capelli, cucina elettrica, radio, computer, macchina per il caffè, tostapane, frigorifero, congelatore, televisione, lettore dvd, videogiochi, telefono, lavatrice, asciugatore, stufa (può funzionare anche a gas), attrezzi come trapano e simili. Pagina 8/9. Colorare gli apparati. Per ogni risposta corretta ottieni un punto. La cucina: rosso e giallo Trapano: verde Tostapane: rosso Ventilatore: verde Lampadina: rosso e giallo Macchina per il caffè: rosso Frigorifero: blu e giallo Televisione: giallo e rosso Lampada: giallo e rosso Pagina 13. Esperimento 2 Il filo d’acqua viene attratto dal pettine di plastica.
+
Pagina 15. Cosa può essere caricato elettricamente? Si possono caricare elettricamente: il palloncino, il righello, il pennarello e la pietra d'ambra. Pagina 18. Il circuito elettrico è chiuso? Nei disegni 1 e 3 il circuito elettrico è chiuso.
+ Pagina 19. Quali oggetti conducono corrente? La forchetta, il magnete, la graffetta e il foglio d’alluminio conducono corrente.
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Pagina 22. Quali luci si accendono? Si accende la luce della bicicletta nella terza figura.
+
Pagina 25. Quanto è forte un elettromagnete? Con trenta avvolgimenti attorno al chiodo attira più graffette. Il chiodo da solo non attira graffette.
+
Pagina 33. Cerca le differenze. Il piede del fornello da cucina, manca un pomello sul radiatore del riscaldamento, manca un cavo sulla griglia elettrica e sull'automobile manca una maniglia.
+
Pagina 36. Di quale fonte di energia si tratta? Le fiamme appartengono al gas naturale, la goccia appartiene al petrolio, l’atomo appartiene all’uranio e il pezzo di lignite appartiene al carbone. Pagina 46. Discutere e valutare. Per ogni idea ottieni un punto.
+ Pagina 47. Quanto è calda la luce. La lampadina a basso consumo energetico resta molto più fredda della lampadina normale. Quindi, una lampadina a basso consumo energetico consuma anche meno energia.
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L’energia in pillole In questo libro incontri molte parole complicate. Qui trovi il significato di tali parole. Se vuoi saperne di più su un argomento o su una parola, ovviamente puoi anche usare il computer per fare delle ricerche. Accumulatore: un accumulatore è un mezzo di accumulo. Nella maggior parte dei casi si tratta dell’accumulo di energia. In un accumulatore si può accumulare energia. In seguito, quest’energia può essere utilizzata da piccoli apparecchi. Pensa per esempio ad una batteria. Anche questa è una sorta di accumulatore. Anidride carbonica: il biossido di carbonio (CO2) è prodotto dalla combustione di carbone e di petrolio. L’accumulo di troppa anidride carbonica nella nostra atmosfera non è positivo per l’ambiente. Atomo: un atomo è composto da un nucleo con attorno degli elettroni. Batteria: nelle batterie si accumula corrente. Le batterie hanno un polo positivo, che attira gli elettroni, e un polo negativo, che respinge gli elettroni. Le batterie rilasciano corrente solo se il circuito elettrico è chiuso. Se una normale batteria è scarica, non può essere ricaricata. Una batteria ricaricabile può invece essere ricaricata. Biogas: Il biogas viene prodotto da piante come il mais, il ravizzone o i girasoli. A questo scopo può essere utilizzato anche il letame di vacche o maiali. Con il biogas si può generare corrente. Biomassa: la biomassa include il letame di vacche e maiali, i resti di legno di alberi e piante, come descritto per il
biogas. Con la biomassa si può generare corrente. Carboni: esiste sia il carbone vegetale (lignite) che il carbon fossile. Per generare corrente con i carboni, essi vengono bruciati in una centrale energetica. Il carbon fossile produce più energia del carbone vegetale. Caricato elettricamente: se un oggetto, per esempio un palloncino, possiede più elettroni del normale si dirà che è caricato elettricamente. Pensa alla prova fatta con il palloncino. Dato che il palloncino era caricato elettricamente, i capelli restavano attaccati al palloncino. Centrale: in una centrale si genera corrente. La corrente passa attraverso molti cavi fino alle prese elettriche delle abitazioni e degli edifici. Ci sono diversi tipi di centrali, come le centrali a carbone, le centrali nucleari e le centrali idroelettriche. Centrale idroelettrica: nelle centrali idroelettriche, per generare corrente, si usa acqua corrente. Circuito elettrico: gli elettroni fluiscono in un circuito elettrico. Prima gli elettroni fluiscono dalla presa elettrica verso l’apparecchio. Attraverso un altro cavo gli elettroni ritornano verso la presa di corrente. Combustibili fossili: si tratta di carboni, petrolio e gas naturale. I combusti-
bili fossili si trovano sulla terra già da milioni di anni. Le riserve di combustibili fossili non sono infinite. Corrente: la corrente è una forma di energia. La corrente è elettricità in movimento. La corrente fluisce solo attraverso un circuito elettrico chiuso, in cui possono fluire gli elettroni. Dinamo: una dinamo è una piccola centrale energetica, la dinamo genera corrente con un magnete e una bobina. Questo fenomeno si verifica ad esempio nelle biciclette. La dinamo della bicicletta produce corrente, grazie alla quale si accendono le luci della bicicletta. Elettricità: l’elettricità viene generata in natura. La corrente è elettricità in movimento. La corrente nasce quando gli elettroni si muovono all’interno di un circuito elettrico chiuso. Elettrico: gli apparecchi, come ad esempio una televisione, sono definiti apparecchi elettrici. Questi apparecchi funzionano a corrente, o meglio elettricità in movimento. Elettroliti: gli elettroliti sono liquidi che conducono elettricità. Pensa alla prova con il limone. Elettromagnete: un elettromagnete è composto da una bobina con un nucleo in ferro che, per esempio, è collegato ad una batteria. Fino a quando il circuito elettrico resta chiuso, vi fluisce elettricità e il metallo viene attratto. Elettromotore: con esso vengono azionati molti apparecchi, come le macchinine giocattolo e le lavatrici. Un elettromotore è composto da un elettromagnete e da un magnete in ferro. Elettrone: un elettrone è una parte di
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un atomo. Un atomo è composto da tantissimi piccoli elettroni. Se gli elettroni si liberano dal nucleo dell’atomo e si muovono all’interno di un circuito elettrico chiuso, allora la corrente fluisce. Energia: per mezzo dell’energia ci si può muovere, riscaldare, raffreddare e, con le lampadine, si può illuminare. Per mezzo della tua energia puoi, per esempio, andare in bicicletta. Con l’energia della corrente possono funzionare gli apparecchi elettrici. Le fonti di energia forniscono l'energia per l’elettricità. Fonti di energia: pensa per esempio alle fonti energetiche come il carbone, il gas naturale, il petrolio, ma anche a fonti di energia rinnovabili come il vento, l’acqua, il sole e simili. Fossile: i combustibili fossili come i carboni, il gas naturale e il petrolio si sono creati migliaia di anni fa. I combustibili fossili sono combustibili vecchi di secoli che provengono dalla terra. Lo dice la stessa parola ‘fossile’: sono creati dai fossili, come i vecchi scheletri di animali, le vecchie conchiglie del mare e vecchi alberi e piante. Gas naturale: il gas naturale è un combustibile fossile. Le sorgenti di gas naturale si trovano ad elevate profondità sotto la terra, per esempio, in Russia o nel mare del Nord. Bruciando il gas naturale, si produce molto calore. In questo modo si può generare corrente. Il gas naturale è più pulito rispetto al petrolio e ai carboni. Generatore: un generatore funziona come la dinamo di una bicicletta. Per mezzo di un generatore si genera corrente. Geotermia: con il termine geotermia si intende il calore estratto dalle profondità della terra. Questo calore può
essere utilizzato per generare corrente e per riscaldare case ed edifici. Lampade a basso consumo energetico: a confronto con le lampadine normali, le lampadine a basso consumo energetico consumano molta meno energia. La lampadine a basso consumo energetico, inoltre, durano più a lungo rispetto alle lampadine normali. Perciò sono meno dannose per l'ambiente. Lampadina: una lampadina può funzionare grazie alla corrente. Questo tipo di lampadine sono anche dette a pera, perché hanno la forma di una pera. Magnetismo: i magneti hanno un polo nord e un polo sud. Da entrambi i poli si generano dei campi elettromagnetici. Così forze contrapposte vengono attratte l'una verso l'altra. Questo fenomeno è detto magnetismo. Mix energetico: la corrente può essere generata con combustibili fossili, con l’uranio e con le fonti di energia rinnovabili. Se si produce elettricità da un mix di questi combustibili, lo si chiama mix energetico. Pannelli solari: sui tetti delle case si trovano molti pannelli solari. Catturando i raggi solari per mezzo di sistemi fotovoltaici può essere generata corrente. Petrolio: anche il petrolio è un combustibile fossile. Il petrolio viene utilizzato per generare corrente, per la benzina e per la produzione della plastica. Pompe di calore: il calore proveniente dalla terra può essere pompato in superficie con pompe di calore speciali. Con questo calore si possono riscaldare le case, ma si può anche generare corrente.
Rete elettrica: dopo che la corrente è stata generata nelle centrali elettriche, essa viene portata nelle case attraverso le reti ad alta, bassa e media tensione. Tutte queste reti a diverse tensioni formano la rete elettrica. Stand-by: molti apparecchi elettrici, se non sono spenti completamente, consumano corrente. Infatti, gli apparecchi consumano corrente anche se nello stato di stand-by. Perciò è meglio spegnere completamente gli apparecchi. Turbina: una turbina è un grande disco con pale. Nella centrale, la turbina viene azionata dal vapore acqueo. La turbina fa attivare il generatore. Uranio: l’uranio è un metallo. Quando in una centrale nucleare vengono scissi gli atomi d'uranio, si produce calore. Con questo calore si genera la corrente. Volt: la quantità di corrente può essere misurata ed indicata in volt. Questa quantità viene anche detta tensione.
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