sezione 4
l’ENERGIA E LA TECNICA
indice di sezione
Le trasformazioni dell’energia pag. 106
IL PROBLEMA ENERGETICO
Da qualche anno a questa parte ha assunto grande rilievo il
problema energetico. Si parla spesso della necessità di
sostituire le tradizionali fonti energetiche con fonti
alternative.
In questa sezione del catalogo sono proposti modelli
funzionanti che consentono di sperimentare sui diversi modi
con i quali si trasforma l’energia da una forma all’altra.
Riscaldatore solare dell’acqua
sezione 4
L’ENERGIA E LA TECNICA
105
le trasformazioni dell’energia
5314
Meccanica ↔
5314
5011
5314
5315
5417
5316
elettrica
Modello di turbina idraulica
€ 488,31 + IVA
Questo modello di turbina idraulica consente di dimostrare la trasformazione di energia potenziale idraulica in energia elettrica, senza
ricorrere a sorgenti di acqua. Esso, infatti, è dotato di una pompa ad immersione, la quale attinge
l’acqua dalla vaschetta e la lancia contro le pale della turbina, creando così un ciclo continuo. Un voltmetro misura la tensione ai morsetti
della dinamo e l’energia elettrica prodotta, può accendere un led,
oppure mettere in rotazione un motorino elettrico provvisto di elica.
La pompa richiede una tensione continua di 12 V. Si consiglia l’uso dell’alimentatore cod. 5011, non fornito con
l’apparecchio.
Modello di turbina eolica
€ 94,36 + IVA
Modello di turbina eolica con generatore d’aria
€ 41,36 + IVA
Per mostrare la trasformazione dell'energia cinetica del vento in
energia elettrica. Esponendo la turbina al vento l'energia di movimento viene trasmessa ad un piccolo generatore che la trasforma in
energia elettrica. Dimensioni: 25x25x30 cm.
Girando la manovella si mette in rotazione il ventilatore, il quale fà
girare la turbina eolica, la cui energia elettricaa accende il led.
Generatore d’aria
€ 46,50 + IVA
Modello di dinamo
€ 100,24 + IVA
Motorino elettrico
€ 28,02 + IVA
Con questo generatore è possibile far funzionare il modello di turbina
eolica anche in assenza di vento.
5314
5320
5276
5315
5316
5417
5320
5276
5417
106 sezione 4 - l’energia e la tecnica
Questo semplice modello, perfettamente funzionante, consente di
dimostrare come sia possibile trasformare l'energia meccanica in
energia elettrica. Dimensioni: 25x25x23 cm.
Fornito in scatola di montaggio. Funzionante con tensioni 3-6 Vcc.
Particolarmente indicato per sviluppare le capacità manuali degli
alunni e per far comprendere loro il principio di funzionamento di un
motore elettrico. Dimensioni: 12x7x10 cm.
le trasformazioni dell’energia
5803
5419
Modello di alternatore-motore
€ 78,00 + IVA
Modello di alternatore-motore
€ 25,32 + IVA
Come il precedente modello, con la differenza che in questo viene
fatto ruotare il magnete all’interno della bobina che funge da indotto.
termica
2025
2133
Meccanica
Mulinello a vapore
Motore Stirling (ad aria calda)
2101
Modello di motore a 4 tempi
5419
2025
€ 353,98 + IVA
Motore a ciclo Stirling progettato per funzionare sfruttando un salto
termico inferiore a 20 oC. E’ pertanto sufficiente esporlo al Sole o ad
una lampada da 100W per metterlo in moto. A regime la velocità di
rotazione è di 30-60 giri al minuto. Può essere utilizzato per illustrare
il funzionamento di un motore completamente ecologico: infatti
utilizza solo l’energia luminosa e il fluido di lavoro è l’aria.
Il rendimento teorico è il massimo possibile in natura: è infatti pari a
quello di Carnot.
Modello di motore a due tempi
2102
€ 44,76 + IVA
Completo di bruciatore ad alcool in vetro. E' costituito da una sfera di
vetro del diametro di 80 mm nella quale viene introdotta dell'acqua
per un'altezza inferiore al raggio. Quando l'acqua bolle, il vapore,
sfuggendo attraverso gli orifizi, mette in rotazione la sfera.
2071
5803
Per dimostrare le possibili trasformazioni dell'energia: da elettrica
in meccanica; da meccanica in elettrica e da elettrica in luminosa.
Tensione di lavoro: 4-9 Vcc.
Dimensioni 230x150 mm.
2133
2071
2101
2102
5350
5374
€ 119,68 + IVA
Sezione operativa di motore a due tempi con carburatore. La dimostrazione ha luogo girando una manovella; la scintilla della candela
coincide con l’accensione di una lampadina alimentata da una pila a
4,5 volt. Dimensioni: 180x120x300 hmm.
€ 69,16 + IVA
Sezione operativa di un motore a combustione interna a quattro
tempi realizzata in lega di alluminio. Sono evidenziati: il carburatore,
le valvole, le candele, il pistone e la biella. Azionando la manovella
l’accensione della lampadina simula la scintilla della candela.
Dimensioni: 180x120x300h mm.
Modello di motore diesel
€ 69,16 + IVA
Sezione operativa di un motore a combustione interna a quattro
tempi Diesel, in lega di alluminio. Sono evidenziati: il dispositivo di
iniezione, la pompa, il pistone e a biella.
Dimensioni: 180x120x300h mm.
Elettrica ↔ termica
5350
5374
Generatore termoelettrico
€ 181,16 + IVA
La parte sensibile di questo apparecchio è costituita da una cella
Peltier. Essa è a contatto da un lato con una aletta di alluminio da
immergere in acqua calda, dall’altro lato con una vaschetta da
riempire con ghiaccio o acqua fredda. La differenza di temperatura
produce, per effetto Seebeck, una differenza di potenziale prelevabile
ai terminali, in grado di far funzionare un piccolo motore elettrico.
Viceversa, applicando ai terminali una differenza di potenziale (max
12V), si viene a stabilire tra le due facce del blocchetto ceramico una
notevole differenza di temperatura per effetto Peltier.
Cella Peltier
€ 20,00 + IVA
Costituita da 144 sbarrette di silicio drogato, collegate in serie e
chiuse in un blocchetto ceramico.
Massima tensione applicabile: 12V.
sezione 4 - l’energia e la tecnica 107
le trasFORMAZIONi DELL’ENERGIA
RAGGIANTE ↔ termica
2000
2000
Riscaldatore solare dell’acqua
Raggiante
elettrica
meccanica
5319 Modello di veicolo ad energia solare
5319
5318
5386 - 5387 - 5388
5317
5311
€ 309,64 + IVA
E’ un modello degli impianti ad uso domestico con i quali si riscalda
l’acqua mediante l’energia raggiante del sole. Una pompetta ad immersione, funzionante a 12 Vcc, fa circolare l’acqua nella serpentina
del pannello solare.
Dopo pochi minuti si riscontra un innalzamento della sua temperatura.
Viene fornito con il trasformatore.
€ 73,20 + IVA
Questo modello, attinge l’energia elettrica dal pannello solare.
Quando viene esposto al sole si mette in movimento in modo autonomo.
5318
Pannello fotovoltaico
5317
Motore ad energia solare
€ 140,52 + IVA
Esponendo il pannello al Sole si ottiene la trasformazione dell'energia solare in energia elettrica con la quale si mette in rotazione un
motore, oppure si accende una lampadina. Con guida alle esperienze.
Dimensioni: 25x25x20 cm.
€ 26,40 + IVA
Esponendo l'apparecchio al Sole, i pannelli trasformano l'energia
della radiazione solare in energia elettrica che può essere utilizzata
per mettere in rotazione il disco.
Dimensioni: 100x120 mm.
5386
5387
5388
Pannelli fotovoltaici
Dimensioni: 13x10 cm.
Dimensioni: 6x6 cm.
Dimensioni: 4x6 cm.
€ 31,72 + IVA
€ 9,44 + IVA
€ 9,44 + IVA
5311
Pannello fotovoltaico su basetta
€ 28,60 + IVA
Predisposto per poter eseguire misure di rendimento.
Dimensioni pannello 10x6,5 cm.
L’energia elettrica nelle abitazioni
5628
L’elettricità nella casa
€ 222,92 + IVA
Circuiti realizzabili
1. Impianto luce comandato da un solo punto.
2. Impianto luce con due lampade in serie comandate da un solo punto.
3. Impianto luce comandato da un solo punto più presa.
4. Impianto luce con due lampade in parallelo comandate da un commutatore.
5. Impianto luce comandato da due punti con due deviatori.
6. Impianto luce comandato da due punti con relé di interruzione.
7. Impianto luce comandato da tre punti.
8. Impianto di suoneria con due pulsanti.
5628
materiale IN DOTAZIONE
1 Pannello di alluminio completo di morsetti
per alimentazione elettrica
2 Supporti metallici per pannello, completi di
viti e relativi dadi a galletto
1 Interruttore
2 Deviatori
1 Invertitore
2 Pulsanti
1 Presa
1 Commutatore
2 Portalampada
2 Lampade
1 Relé di interruzione
1 Suoneria
1
1
1
6
4
20m
20m
20m
20m
2m
10
1
1
108 sezione 4 - l’energia e la tecnica
Cacciavite
Forbici da elettricista
Fascio di fermafili
Viti M3 30 mm
Viti M3 20 mm
Cavetto colore azzurro Ø 0,75 mm
Cavetto colore marrone Ø 0,75 mm
Cavetto colore nero Ø 0,75 mm
Cavetto colore rosso Ø 0,75 mm
Cavetto colore giallo - verde
Dadi a galletto M3
Contenitore di plastica
Guida alle esperienze
le trasformazioni dell’energia
Raggiante ↔
elettrica
chimica
↔ meccanica
5347
5347Cella a combustibile
€ 294,94 + IVA
Tra i più recenti dispositivi in grado di sfruttare fonti alternative di
energia e risolvere, contemporaneamente, i problemi legati all’inquinamento prodotto dai gas di scarico dei motori a scoppio, vi
sono le celle a combustibile. L’apparecchio qui presentato riproduce
il ciclo completo di trasformazione dell’energia solare in energia
meccanica. Esso è costituito da:
1 Pannello fotovoltaico, che trasforma l’energia raggiante in energia
elettrica.
1 Elettrolizzatore, nel quale, utilizzando tale energia elettrica, si
ottiene l’elettrolisi dell’acqua distillata con produzione di ossigeno e
idrogeno.
1 Cella a combustione nella quale l’ossigeno e l’idrogeno si combinano in modo controllato, con produzione di energia elettrica e di
acqua.
1 Piccolo motore elettrico, che trasforma l’energia elettrica in energia
meccanica.
5366
elettrica↔
5366
chimica↔
meccanica
Modello di automobile ad idrogeno
€ 274,26 + IVA
Straordinaria dimostrazione pratica dello sfruttamento di forme di
energia pulita e rinnovabile.
Si tratta di una piccola automobile elettrica dotata di cella a combustibile. Mettendola sotto carica per almeno 2 minuti, l’acqua distillata
viene scissa nella cella a combustibile in idrogeno e ossigeno, che
vengono immagazzinati nei due piccoli serbatoi.
La stessa cella, che funziona in modo reversibile, permette di
ottenere energia elettrica sufficiente a muovere l’automobilina per
circa 8 minuti.
Dimensioni: 75x90x200 mm.
sezione 4 - l’energia e la tecnica 109
le trasFORMAZIONi DELL’ENERGIA
5412
Cella a combustibile con moduli separabili € 490,75 + IVA
5412
materiale IN DOTAZIONE
1
1
1
1
1
1
1
2
Base a botte
Proiettore
Lampada 220V - 75W
Pannello solare
Cella elettrolitica PEM
con serbatoi
Cella a combustibile PEM
Motorino con ventola
Basette di distribuzione
8
1
2
4
1
2
2
Cavetti
Siringa
Rubinetti
Riduttori
Bottiglia di acqua distillata
Tubetti
Tappi
Questo apparato consente di eseguire misurazioni sulla trasformazione di
energia luminosa in energia elettrica.
L’energia luminosa prodotta da una lampada di 75 W (analoga a quella che
proviene dal sole) viene convertita in energia elettrica mediante un pannello
fotovoltaico.
Questa energia elettrica viene utilizzata per scindere, mediante una cella elettrolitica PEM (Proton Exchange Membrane) le molecole di acqua nei componenti
costituenti (con aumento dell’energia potenziale chimica contenuta nei gas di
idrogeno H2 e l’ossigeno O2).
I due gas vengono poi ricombinati mediante una cella a combustibile PEM,
producendo nuovamente acqua ed energia elettrica, che viene utilizzata per
azionare una ventola (energia meccanica) tramite un motorino elettrico.
Le due celle PEM sono identiche e vengono usate entrambe come convertitori
elettrochimici, una volta in un verso e poi nel verso opposto.
5412
La misurazione delle grandezze elettriche può essere effettuata mediante due
multimetri.
E’ possibile rilevare come variano le grandezze elettriche durante il funzionamento, facendo uso di sensori di tensione e di corrente.
110 sezione 4 - l’energia e la tecnica
