L'energia és un atribut present en qualsevol sistema físic i es manifesta en forma de treball útil (calor, llum, moviment). És allò que fa funcionar les coses.
UN 65% DE L'ENERGIA SÓN PÈRDUES
Ex:
- Un cotxe necessita energia per moure's però una part de l'energia la perdem: el cotxe s'escalfa i nosaltres no el volem de radiador.
- Un fluorescent també fa llum però alhora produeix calor.
1.2 -D'ON SOBTÉ L'ENERGIA?
- Energies primàries: són aquelles fonts d'energia que obtenim directament de la natura.
- Energies secundàries: són les que han patit algún procés o que l'home hi ha intervingut.
MOLINS DE VENT, FORÇA DE L'AIGUA URANI/PLUTONI, SOL, PETROLI, CARBÓ, GAS NATURAL... en són uns quants exemplars.
1.3 - CLASSIFICACIÓ DE LES FONTS D'ENERGIA:
1. 4 CENTRALS ELÈCTRIQUES NO RENOVABLES
TÈRMIQUES
A- CALDERA (cremen combustibles fòssils):
B- TURBINA (mecanisme que gira per l'acció d'un fluid)
C- GENERADOR
D- TRANSFORMADOR
E- CONDENSADOR
FUNCIONAMENT DE LA CENTRAL:
En aquestes centrals s'escala un combustible a la caldera, com pot ser el carbó, L'aigua que es fa passar per l'interior de la caldera es transforma en vapor d'aigua. Aquest vapor d'aigua va a parar a la turbina que permet que, aquesta, giri. Un generador, que és l'aparell capaç de produïr electricitat, està adaptat a les turbines, de manera que a mesura que aquestes giren, es pordueix l'energia elèctrica. El generador està connectat a un transformador que converteix el corrent elèctric perquè es distribueixi per les línies elèctriques.
AVANTATGES
- pordueixen molta energia- més econòmica
DESAVANTATGES
- contaminació
-efecte hivernacle
-pluja àcida
-impacte visual
NUCLEARS (termonuclears) FISSIÓ NUCLEAR
àtom
fissió nuclear:
Reacció en cadena:
allibera molta energia en forma de calor
T=1.000.000 ºC (si no es controla)
A- REACTOR NUCLEAR (on es fa la reacció amb cadena)
FUNCIONAMENT:
- molta energia sense fums
- econòmica
- ús de les radiografies
- radioteràpia
INCONVENIENTS:
- radioactivitat (motació a les cèl·lules)
- accidents nuclears (fukushima)
- residus nuclears en cementiris
- als hospitals hi ha residos nuclears
FUSIÓ NUCLEAR ( renovable )
T=5.000.000 ºC
El sol és una massa d'hidrògen que fa aquesta reacció contínuament.
Amb l'hidrògen que hi ha en un got d'aigua hi ha energia per tota una ciutat enorme com és Barcelona.
Encara no s'han aconseguit però si ho arriben a obenir, el problema de l'energia queda solucionat,
AVANTATGES:
- renovable totalment
- l'hidrògen no s'esgota
1.5 ENERGIES RENOVABLES
HIDRÀULIQUES (amb aigua dels rius)
A les centrals hidroelèctriques es genera electricitat a partir de l'energia assossiada al seu moviment en els rius.
pressió: atm-com més aigua, amb més pressió sortirà
cabal: quantitat d'aigua que passa per temps m3/h
AVANTATGES:
- producció elèctrica renovable
- no contamina
- evitem inundacions perquè es controla l'aigua
- tenim magatxem d'aigua
DESAVANTATGES:
- desapareixe fauna (per solucionar-ho es fan canals alternatius)
- impacte visual
- poca energia en comparació
- els sediments es podreixen i els peixos poden morir.
- pobles que queden inundats per poder fer embassaments
SOLARS
la calor E. S. Tèrmica
energia solar
la llum E. S. Fotovoltaica
E.S. TÈRMICA
panell solar pla
APLICACIONS:
- aigua sanitària
- rentaplats
- rentadora
-cuinar
- calefacció
- piscines
forn solar
E. S. FOTOVOLTAICA
Foto= llum
Volgaica= electricitat
- Transforma direcgtament la radiació lluminos del Sol en energia elèctrica. S'uneixen cèl·lules i s'aconegueixen de 12 a 24 V.
Albert Einstein - efecte fotovoltaic - Nobel
APLICACIONS:
- fanals, entenes
- camps (agricultura, ramaderia)
- joguines
- calculadores
- SATEL·LITS
- electricitat habitatges (aïllats, connectats instal·lació, companyia elèctrica)
EÒLIQUES (efecte del vent)
És la única renovable que ens dóna força energia
Tenen reserves amb bateries per acomular energia els dies que no fa vent
El vent ha de ser superior a 6m/s
Les aspes giren i fan girar un imant al voltant d'una bobina per generar energia. La gòndola es mou per orientar-lo.
Aïllades__bateries
Parc eòlic__xarxa elèctrica
Aeromotors: serveixen per bombejar aigua dels pous. Són més petits i les aspes més juntes. La vela els orienta cap al vent.
Aerogeneradors: producció elèctrica. Només tenen 3 aspes. És la que cada dia evoluciona més.
AVANTATGES:
- producció elèctrica mitjana; més potent que una solar
- renovable
- no contamina
- no crea residus
DESAVANTATGES:
- impacte visual
- crea remolins molt perillosos
- moren molts ocells que xoquen amb les centrals
- intermitència de producció
GEOTÈRMICA (calor de la terra)
-volcans (Teide, a Islàndia, Hawaii, Etna, Vesubi, Kracatoa
AQUESTA ENERGIA NO ES POT APROFITAR
-guèisers: són sortides d'aigua en forma de vapor o bullint.
-aigües termals: aigua calenta a 90º. Semblant als guèisers
-pous: escavar pous on sabem que la temperatura de la terra és elevada.
aigües termals:
-piscines
-calefacció
- aigua sanitària
L'energia geortèrmica és la que prové de l'energia de l'interior de la Terra que es manifesta en forma de calor
A Catalunya i l'Estat Espanyol són unes de les zones europees amb més prespectives geotèrmiques
La central geotèrmica més gran del món està a California (2000 MW. NO CONTAMINA)
AVANTATGES:
- no contamina
- és natural
- crea molta energia
DESAVANTATGES:
- no es poden fabricar a tot arreu.
MAREMOTRIU (moviment del mar)
La central maremotriu més gran està construïda a França (1966)
240MW
NO ÉS GENS ECOLÒGICA
PRÀCTICA #2: Electromagnetisme
Material:
-IMANTS: camp magnètic = pertorbació al voltant
-FERRO: en llimadures
-FONT D’ALIMENTACIÓ: relé
Procés:
Hem agafat dues peces d’imants i ferro (en llimadures). Com que l’imant atrau al ferro, l’hem escampat damunt d’un paper i en col·locar la peca d’imant sota el paper, el ferro s’ha anat organitzant formant un dibuix semblant a aquest:
-Hem vist que la Terra també és un camp magnètic:
-La brúixola sempre apunta el Nord. L’agulla de la brúixola té dos parts, la que indica el “sud” (de l’imant) i la part de darrere que indica el nord.
HANS CHRISTIAN OËRSTED:
El Coure no és magnètic però el podem transformar amb la electricitat.
Oërsted va agafar un fil de Coure i li va posar electricitat. Va observar que es s’havia creat un camp magnètic, gràcies a la pila, connectant la bobina amb la font d’energia. Ho va observar a través d’una brúixola.
Oërsted va descobrir que si li posem electricitat a una bobina genera un camp magnètic.
Si la bobina de Coure està vernissada serà més potent i com més voltes té el fil, encara més potent serà el camp magnètic. L’efecte es produeix com més a prop millor.
Si passem el ferro per un camp magnètic, aquest ferro queda imantat.
APARELLS AMB ELECTROMAGNETISME:
-Timbre: Té una bobina dins el qual hi ha ferro perquè s’imanti. Quan li donem electricitat, la palanca s’enganxa al ferro imantat.
Perquè el timbre funcioni li hem de donar corrent altern.
El corrent canvia 50 vegades per segon
-Relé: Serveix per separar dos circuits, un que no és perillós i podem tocar i l’altre que és perillós.
-Electromagnetisme: el de la bobina de Coure. S’utilitza en totes les centrals elèctriques i és l’aplicació més important.
EFECTE D’INDUCCIÓ ELECTROMAGNÈTICA: (faraday)
FARADAY va pensar a l’inrevés que Oërsted. Va dir que si apropem un imant a la bobina de Coure es genera electricitat.
Procediment: hem agafat un emperímetre per mesurar empers. Hem mesurat l’electricitat. Connectem la bobina i hi posem un imant per l’interior de la bobina. Com més ràpid movem l’imant més electricitat generarem.
Podem aconseguir d’engegar un LED
-Dinamo: és un generador amb una bobina i un imant que al ser girada amb un mecanisme prou potent, crea un camp magnètic i és capaç d’engegar una bombeta petita. (Faraday)
Hem comprovat que la dinamo funciona.
-Motor: és una màquina on donem energia elèctrica i la transforma en energia mecànica. (Oërsted)
Hem construït un motor casolà amb una pila, dos clips, una petita bobina feta a mà i un imant. La bobina gira per si sola en entrar en contacte amb els clips connectats a la pila i l’imant quan està aprop.
-Transformador: serveix per abaixar el grau de voltatge, com per exemple el carregador dels portàtils tenen un transformador que els permet carregar el portàtil sense que aquest peti.
OËRSTED:
Hans Christian Oërsted (14 d0agost de 1777, Copenhaguen- 9 de març de 1851, Dinamarca) va ser un físic i químic danès influït pel pensament alemany d’Emmanuel Kant i també de la filosofia de la naturalesa.
Va ser un gran estudiós de l’electromagnetisme. El 1813 ja va predir l’existència dels fenòmens electromagnètics, que no va demostrar fins al 1819, juntament amb André-Marie Ampère, quan va descobrir la desviació d’una agulla imantada en ser col·locada en direcció perpendicular a un conductor elèctric, pel qual circula un corrent elèctric, demostrant així l’existència d’un camp magnètic al voltant de tot conductor travessat per un corrent elèctric i, inidiant-se d’aquesta manera l’estudi de l’electromagnetisme. Oërsted és la unitat de mesura de la reluctància magnètica Es creu que també va ser el primer a aïllar l’alumini, per electròlisi, en 1925, i el 1844 va publicar el seu Manual de física mecànica.
Influït pel seu pare que era farmacèutic, es va orientar pels estudis de farmàcia el 1797, en complir els 20 anys. Tres anys després, es va llicenciar en medicina, el que li hagués pogut servir per assegurar-se un futur com a metge.
De retorn de la seva estada per estudis a París, on va conèixer a Georges Cuvier i a Jean-Baptiste Biot, va treballar en estreta col·laboració amb J. W. Ritter i es va convertir, a la mort d’aquest, en el seu hereu espiritual.
FARADAY:
Michael Faraday , va ser un físic i químic britànic que estudiava l’electromagnetisme i la electroquímica.
Va ser aprenent del químic Humphry Davy, i ha estat conegut principalment pel seu descobriment de la inducció electromagnètica, que ha permès la construcció de generadors i motors elèctrics, i de les lleis de la electròlisi, per el que és considerat com el verdader fundador del electromagnetisme i de la electroquímica.
Va rebre escassa formació acadèmica, entrant als 13 anys a treballar d’aprenent amb un enquadernador a Londres. Durant els 15 anys que va passar allà va llegir llibres de temes científics i va realitzar experiments en el camp de l’elèctrica, desenvolupant un agut interès per la ciència que ja no va abandonar. Tot i això pràcticament no sabia matemàtiques, desconeixia el càlcul diferencial però tenia en contra partida una habilitat sorprenent per traçar gràfics i dissenyar experiments científics i elèctrics.
