MACCHINE E APPARECCHI

2. MACCHINE E APPARECCHI APPARECCHI ELETTRICI

3. IERI E OGGI Cent’anni fa:la lampada elettrica e il bucato a mano Oggi:la lavatrice

4. Cos’è un apparecchio elettrico • Osserviamo quattro tipi di apparecchio • Macchine e apparecchi elettrici • Verifiche sul circuito elementare • Verifiche sul circuito in parallelo • Verifiche sul circuito in serie

5. Osserviamo quattro tipi di apparecchio Un circuito elementare è costituito da: un generatoredi corrente, un apparecchioutilizzatore, i fili conduttori di collegamento.La resistenza è un filo (o una barretta), cattivo conduttore di elettricità. L’elettromagnete è un filo di rame arrotolato su un rocchetto con un nucleo di ferro all’interno.Il motore da modellismo è formato da due magneti curvi dentro cui può ruotare un elettromagnete.

6. Macchine e apparecchi elettrici Motori, generatori e trasformatori elettrici: motori o generatori a corrente alternata o continua, gruppi elettrogeni, trasformatori elettrici. Apparecchiature per la distribuzione e il controllo dell’elettricità: spine, interruttori, pannelli, fusibili, limitatori di tensione ecc. Fili e cavi isolati: fili, cavi e altri conduttori isolati, dotati o meno di connettori. Pile e accumulatori elettrici: pile e accumulatori elettrici, comprese le batterie per autoveicoli. Apparecchiature per illuminazione e lampade elettriche: lampade a incandescenza o a scarica, a raggi ultravioletti o ultrarossi, lampadari ecc. Apparecchiature elettriche per motori e veicoli: magneti e bobine di accensione, motorini di avviamento, fari, clacson ecc. Altre apparecchiature elettriche: semafori, elettromagneti, suonerie ecc.

7. Verifiche sul circuito elementare Per montare il circuito della foto occorrono: una pila da 4,5 volt, una lampada da 4,5 volt, un interruttore, filo elettrico.

8. Verifiche sul 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.

9. Verifiche sul 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.

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

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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).

16. Generatori di corrente • Pila • Accumulatore • Magnete • Alternatore

17. 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.

18. 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.

19. Magnete Il magnete è un corpo di ferro che è stato magnetizzato e genera attorno un campo magnetico.I due poli: le estremità di un magnete si chiamano poli e sono detti polo nord (N) e polo sud (S). Poli dello stesso tipo si respingono, poli di tipo diverso si attraggono.

20. Alternatore L’alternatore è una macchina rotante che, quando gira, genera corrente alternata.La dinamo delle biciclette è un piccolo alternatore 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.

21. Apparecchi elettrici in casa • Lampade • Campanello elettrico • Ferro da stiro • Frullatore • Lavatrice

22. 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.

23. 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.

24. Ferro 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.

25. Frullatore 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).

26. Lavatrice La parte interna contiene la grossa vasca cilindrica in cui si trova il cestello per gli indumenti. Il cestello è azionato da una grossa puleggia (ruota) collegata al motoreelettrico. Dentro la vasca c’è la serpentinaelettrica con la resistenza e il termostato.

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

28. 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.

29. 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.

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

31. 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.

32. 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.

33. 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.