Presentació SlideShare "Electricidad"

Podeu ver aquesta presentació de SlideShare que he trobat molt interessant sobre la U.D triada per al desenvolupament del PLE. 

Està dirigida per alumnat de 2n d'ESO per pot servir-ne per fer un repàs dels conceptes bàsics de l'electricitat. 

Pràctica d'electricitat i electrònica

Alumnes de 4º de P.D.C (Programa de Diversificació  Curricular) han elaborat una pràctica d'electricitat i electrònica. Per a la seua realització han utilitzat un tutorial de YouTube anomenat: "Altaveu per a Smartphone". 

A continuació, expose les fotos del procés d'elaboració de l'altaveu que han realitzat: 

1º Pas: Han realitzat tota l'electricitat. 

2º Pas: Han tallat la fusta i després l'han decorat. 

Per comprovar que funciona correctament podeu ver aquest vídeo on es pot escoltar el resultat final. 

Problemes mediambientals derivats de l'ús de combustibles fòssils

Les fonts d'energia no renovables proporcionen la major part de l'energia consumida als països industrialitzats; això no obstant, plantegen problemes mediambientals de difícil solució: 

• Les marees negres provocades pels abocaments incontrolats de petroli a la mar i els accidents de vaixells petroliers fan perillar els ecosistemes marítims i costaners. 
• El trànsit rodat i les activitats industrials generen contaminació atmosfèrica, que sorgeix per l'acumulació de partícules en suspensió, metalls pesants i gasos, com el monòxid de carboni. 
• A les refineries es generen emissions de contaminants a l'atmosfera i abocaments de productes nocius, a més de sorolls i olors desagradables. 
• En la combustió del carbó, del petroli i del gas natural es després diòxid de carboni, gas que, quan s'acumula en excés en l'atmosfera, provoca un increment de la temperatura del planeta, perquè fa augmente el percentatge de rajos solars atrapats a l'atmosfera. Les conseqüències climàtiques i mediambientals de l'increment d'aquest efecte d'hivernacle són impredicibles. 
• La combustió de carbó i de petroli genera òxids de sofre i de nitrogen, que reaccionen en l'atmosfera amb el vapor d'aigua. S'originen, així, àcids que en precipitar-se amb les gotes de pluja donen lloc a la pluja àcida, d'efectes molt negatius sobre rius, llacs i boscos. També afecta monuments, edificis...
• El calfament de l'aigua procedent del circuit de refrigeració de les centrals tèrmiques fa que s'eleven la temperatura de rius i mars, de manera que s'altera la fauna i la flora d'aquestes aigües. 

Reserves mundials de combustibles fòssils

En entrades anteriors, he comentat que els combustibles fòssils són fonts d'energia no renovable, per tant, estàn en la natura de manera limitada. 

Quant a la producció de petroli, quasi el 80% de les reserves mundials són als onze països pertanyents a l'OPEP. 

Altres països amb unes grans reserves de petroli són els Estats Units, Rússia, Mèxic, la Xina i Noruega. Espanya té ben pocs jaciments de cru susceptibles de ser explotats; per això mateix, per a abastir-ne el consum, és necessari importar-lo. 

Els principals països productors de gas natural són Rússia, els Estats Units, Canaà, el Regnet Unit i Algèria. Com ocorre amb el petroli, les reserves de gas natural del nostre país són molt escasses, per la qual cosa també hem d'importar-lo. 

Pel que fa al carbó, els principals països productors són els Estats Units, la Xina i Austràlia. A Espanya s'extrau carbó sobretot a Astúries i a Lleó, però, com que es tracta d'un mineral amb un contingut energètic baix, el nostre país està obligat a importar-lo. A més, la majro part del carbó nacional presenta una concentració elevada de sofre, la qual cosa obliga a cremar-lo i mesclar-lo amb carbons importats. 

La importància del petroli i sus derivats converteix aquesta font d'energia en un dels factors més importants del desenvolupament econòmic i social al món. Les decisions estratègiques que adopten els països productors influeixen, així, inevitablement en l'economia mundial. 

Fonts d'energia no renovables

Energia nuclear de fissió 

L'energia nuclear emmagatzemada en els nuclis del àtoms es desprén en les reaccions nuclears de certs àtoms. La fissió nuclear consisteix en la ruptura d'un nucli pesant en dos nuclis més menuts mitjançant el bombardeig de neutrons. És, per consegüent, el procés invers a la fusió nuclear. En aquest procés és possible obtenir una gran quantitat d'energia amb una quantitat menuda de combustible nuclear. 
L'energia de fissió s'aprofita a les centrals nuclears. A Espanya hi ha set centrals nuclears, que generen aproximadament la tercera part de l'electricitat total que s'hi consumeix. 

Els problemes medioambientals de l'energia nuclear de fissió són: 

• Els residus nuclears han d'emmagatzemar-se en condicions d'extrema seguretat, perquè emeten una radioactivitat nociva per als éssers vius durant centenars d'anys. 
• Hi ha risc d'accident a les centrals nuclears, per bé que cada vegada és més improbable, ateses les mesures actuals de seguretat. 

Carbó

El carbó es va formar fa uns 300 milions d'anys perr l'acumulació de grans quantitats de restes vegetals que van quedar soterrades i van patir processos de transformació en absència d'oxigen. El carbó mineral és una substància lleugera i de color negre. Segons la quantitat de carboni que continga, hi ha quatre tipus de carbó: antracita, hulla, lignit i turba. 

Hi ha dues modalitats d'extracció: 

• Mines a cel obert: Si el mineral està pròxim a la superfície, es retira part del terreny no útil fins a arribar a la capa d'interés. El material és extret, llavors, amb maquinària especial i explosius. 
• Mines subterrànies: Quan el mineral està en capes profundes. Amb aquest fi es dissenyen entramats de pous i galeries, intercomunicats per a facilitar la ventilació, eliminar el gas acumulat i evitar accidents potencials. 

El usos del carbó: 

• Usos energètics: S'empra per a generar electricitat a les centrals tèrmiques convencionals i en sistemes de calefacció central. Fins fa poc temps s'utilitzava en l'enllumenat públic i com a combustible domèstic un derivat gasós, el gas ciutat, obtingut a partir de l'hulla. 
• Usos no energètics: El carbó té molts derivats amb una gran quantitat d'utilitats: el carbó de coc, que es fa servir en la indústria siderúrgica; el quitrà i la brea, que s'utilitzen en pavimentació; colorants, olis lubricants, plàstics, teixits sintètics, medicaments, etc... 

Gas natural

És una mescla de gasos, majoritàriament metà, que s´obté com a subproducte de la descomposició i la maduració de la matèria orgànica. N'hi ha en bosses subterrànies i en buits de les roques, i acompanya sovint dipòsits de petroli. 

Els costos d'explotació són elevats, cal dur a terme estudis detallats de detecció i localització abans de perforar-hi. 

Després d'eliminar-ne les impureses, s'obté un combustible gasós que s'utilitza en la indústria i als habitatges per a produir energia tèrmica, i també a les centrals tèrmiques per a generar energia elèctrica. 

Petroli

El petroli, també conegut com a oli mineral o de roca, és un conjunt de substàncies compostes, principalment, per hidrogen i carboni i, en una proporció més menuda, per sofre, oxigen i nitrogen. 

Es va formar a partir de restes de vegetals i animals soterrats i degradats per l'acció de bacteris. És una subtància líquida, amb una densitat inferior a la de l'aigua, que està impregnada en roques poroses davall la mar i en altres conques de sedimentació, on forma jaciments. 

Com que les bosses petroli solen estar localitzades a una gran profunditat, són necessàries unes inversions fortes, tant per a dur-hi a terme els sondatges com per a extraure-les, mitjançant la perforació de pous situats a terra o sobre la superfície de la mar. Després, el petroli s'extrau mitjançant bombes o per flux natural a causa de la pressió. En eixir, arrossega aigua salada, trossos de roques, fangs i gasos, per la qual cosa ha de ser sotmés a un procés de depuració. 

El cru extret del pous es transforma en derivats aptes per a la indústria i per a les màquines tèrmiques. A les refineries es du a terme el procés de destil·lació fraccionada, del qual s'obtenen: 

• Gasos liquats, com el metà, l'età i el butà, que s'utilizem com a combustible. 
• Combustibles líquids per a motors tèrmics, com la gasolina, el gasoil, el querosé per a avions....
• Fueloil, combustible usat a les centrals tèrmiques per a produir energia elèctrica. 
• Sòlids lleugers, com la vaselina, que s'utiliza com a lubricant i per a fabricar pomades; sòlids pesants, com la parafina, que serveix per a impermeabilitzar, i el quitrà, del qual s'obté asfalt. 

Avantatges i inconvenients de les fonts d'energia renovables

L'impacte ambiental de les fonts d'energia renovable és molt inferior al que provoquen les fonts d'energia no renovable ja que: 

• Són inesgotables. 
• El procés d'aprofitament és barat, net i no contaminant. 
• El cost de la construcció no requereix unes inversions grans i el cost de manteniment és baix. 
• L'aprofitament de la biomassa i dels RSU permet eliminar residus orgànics i inorgànics, alhora que se'ls dóna una utilitat.  

Quant als inconvenients: 

• Algunes són molt variables i irregulars. Per exemple, les condicions de lluminositat depenen de l'estació, de la climatologia i de la latitud del lloc. 
• Les grans preses produeixen un gran impacte paisatgístic i alteren la fauna i la flora del lloc. A més, hi ha un risc de catàstrofe per ruptura de la presa. 
• La incineració de la biomassa i dels RSU por esdevenir perillosa, ja que produeix l'emissió de substàncies tòxiques. 

Fonts d'energia renovables

Energia hidràulica 

És l'energia mecànica que tenen els corrents i els dipòsits d'aigua que cirulen o estan emmagatzemats en la superfíicie terrestre. L'aigua dels rius es pot emmagatzemar en pantans mitjançant preses, que són murs de formigó armat que aturen el flux d'aigua i fan que aquesta s'acumule a una certa altura. En caure, l'energia potencial que té l'aigua es transforma en energia cinètica. Això origina el moviment d'uns elements mecànics anomenats turbines, que fan girar un generador, on es produeix l'energia elèctrica. 

Energia solar

Prové de les radiacions termonuclears que tenen lloc a l'interior del Sol. Es pot aprofitar de diferents maneres: 

• Obtenció d'energia tèrmica mitjaçant col·lectors plans en habitatges, assecadors, hivernacles o piscines. 
• Producció d'energia elèctrica en camps d'heliòstats, que són espill capaços de reflectir la llum solar i centrar-la en una caldera. 
• Generació d'energia elèctrica mitjançant panells fotovoltaics. 

Energia eòlica

És l'energia del vent. Es produeix com a conseqüència de la radiació solar sobre l'atmosfera, que provoca diferències de temperatura entre les distintes capes. Quan aquesta energia fa moure les aspes dels aerogeneradors, s'obté electricitat. 

Energia oceànica

El mar ofereix diverses possibilitats d'aprofitament energètic, entre les quals destaquem l'energia mareomotriu o energia de les marees. En la central mareomotriu s'obté electricitat. 

Energia geotèrmica 
Procedeix de la calor interna de l'escorça terrestre. Aquesta energia tèrmica es manifesta, de vegades, de manera natural: és la responsable dels guèisers i de les erupcions volcàniques. En alguns llocs del planeta, aquesta energia pot aprofitar-se d'una manera ben eficaç per a obtenir calor o electricitat. 

Biomassa

S'obté de restes vegetals, residus forestals i agrícoles, cultius de vegetals energètics, com el gira-sol i la remolatxa, i de les restes orgàniques de les aigües residuals. S'empra per a produir energia elèctrica. Així mateix, pot transformar-se en combustibles com el carbó vegetal, el biogàs, l'alcohol... 

Residus sòlids urbans (RSU)
Es generen a les ciutats. Procedeixen de les activitats domèstiques dutes a terme als domicilis particulars, edificis públics, demolició i reparació d'habitatges i infraestructures, etc. La incineració d'aquests residus permet obtenir-ne energia elèctrica o tèrmica. 

Fonts d'energia

L'energia que consumim té usos múltiples: funcionament d'aparells elèctrics, sistemes de calefacció, mitjans de transport, etc. Per la seua banda, el funcionament dels sectors industrial i agrícola requereix el consum d'unes grans quantitats d'energia de diverses fonts. 

Les fonts d'energia són recursos naturals dels quals s'obtenen diferents formes d'energia, que, al seu torn, pot ser transformada per a produir energia elèctrica o energia tèrmica.

Atenent-ne la disponibilitat en la natura i la capacitat de regeneració, les fonts d'energia es classifiquen en renovables i no renovables: 

• Fonts d'energia renovables: Es coneixen també com a "verdes" i "netes"; procedeixen de recursos naturals i abundants i, en principi, són inesgotables. Hi ha l'energia hidràulica, l'energia solar, l'energia de biomassa, l'energia nuclear de fissió, l'energia eòlica, l'energia oceànica, l'energia de residus sòlids urbans (RSU) i l'energia geotèrmica. 

• Fonts d'energia no renovables: Procedeixen de recursos de recursos que estan de manera limitada en la natura, per la qual cosa s'exhaureixen en utilitzar-les. La regeneració és molt lenta: necessiten milions d'anys per a tornar a formar-se. Són les mes usades en l'actualitat. Dins d'aquest grup hi ha:
• Energia nuclear de fissió, que s'obté a partir de les reaccions nuclears d'uns àtoms determinats. 
• Combustibles fòssils, com el gas natural, el carbó i el petroli. 

Tot el que he explicat anteriorment queda resumit en el següent esquema: 

El corrent elèctric

Es un programa que es centra en el corrent elèctric; explica el context i la naturalesa. A més, parla de diversos termes i conceptes relacionats amb el tema, com pot ser la tensió i intensitat, desplaçament dels electrons portadors de càrrega, etc... 

La pila de Volta

La bateria elèctrica de Volta 

En 1800 Alessandro Volta inventa la pila elèctrica. Consistia en discos de coure i zinc apilats separats per draps humits amb àcid, es comportava com si tingués una càrrega elèctrica positiva en un extrem, i negativa en l'altre, però quan aquests extrems s'unien, en lloc de produir-se una descàrrega ràpida, l'electricitat circulava durant un temps; la raó està en una reacció química entre els dos discos a través del drap, que va produint l'electricitat. El poder disposar d'electricitat dirculant, el que es coneix com corrent elèctric, va permetre molts experiments, invents i l'elaboració de teories sobre l'electricitat plenament vigents. L'experiment inmediat era que el corrent elèctric escalfava els conductor per on circulava, poden arribar a fondre'ls. 

Origen de l'electricitat

    

Model d'un àtom de Rutherford

      A finals del segle XIX, ja s'havia elaborat
tota la teoria matemàtica a la que responien els fenòmens elèctrics, però es continuava sense saber què era allò que es "movia". Diferents experiments ho van anar desvetllant; destaca el de Rutherford amb fines làmines de metall el 1911, del que es deduïa que la màteria estava formada per unes zones puntuals amb càrrega positiva, envoltades d'uns núvols de partícules amb càrrega negativa girant al seu voltant.

       Lligant amb la química es veu que aquesta estructura correspon a la idea d'àtom (part més petita de la màteria). A la zona amb càrrega positiva se l'anomena nucli d'àtom, i es a més on es concentra quasi tota la seua massa, i a les partícules negatives se les anomenen electrons, són aquests, els que en els conductors poden passar d'un àtom a un altre i així produir el corrent elèctric; també se'ls pot fer abandonar un material i aquest adquirirà càrrega positiva, el material a on passin adquirirà càrrega negativa. Quedaven així explicats els fenòmens elèctrics.