Introducció a l'electricitat

INTRODUCCIÓ A L’ELECTRICITAT

LES FORCES ELÈCTRIQUES

Les forces elèctriques expliquen com flueix el corrent en un circuit, estan presents en la majoria de les nostres activitats diàries, des de l'ús de la llum elèctrica per a il·luminar-nos o el d'aparells com la rentadora o el frigorífic. A més són responsables d'una gran quantitat de fenòmens naturals. També els processos químics com laformació d'enllaços o el metabolisme del nostre propi cos són governats per aquest tipus de forces.

QUÈ ÉS L’ELECTRICITAT?

Tots els cossos estan compostos per elements químics. La partícula més elemental d’un cos és l’Àtom.

Cada àtom té un nucli, al voltant del qual giren els electrons en òrbites concèntriques i a gran velocitat, com es veu a la figura.

El nombre d’electrons que té cadaàtom varia en funció del tipus d’element, essent aquest nombre el que defineix les propietats de l’element.

A cada àtom, el nombre de protons del nucli (càrrega +) és igual al nombre d’electrons de l’escorça (càrrega -).

Els protons, per esser de carrega positiva, atrauen als electrons, de càrrega negativa. La força en que els protons ( + ) atrauen als electrons ( - ) queda compensada per laforça centrífuga que es genera al girar aquests al voltant del nucli. Aquest és el motiu pel qual els àtoms es mantenen en equilibri.

Hi ha materials en els quals aquesta força d’enllaç és molt feble, per la qual cosa, si fem que una força externa actuï sobre l’element, podem fer que es trenqui l’equilibri i aquest electrons es desplacin.

Als electrons que podem desplaçar d’aquesta maneraels anomenem electrons lliures.

La càrrega elèctrica d'un cos és produeix quan predominen els electrons (càrrega negativa) o els protons (càrrega positiva).
L’electrització és el procés pel qual un cos adquireix càrrega elèctrica. Les càrregues del mateix signe es repel·leixen i les de signe contrari s'atreuen.
El fenomen pel qual els electrons es desplacen ordenadament s’anomena CORRENTELÈCTRIC.
La TENSIÓ ELÈCTRICA és la que fa que els electrons es posin en moviment (la força externa que fa que es belluguin).
Sabem que hi ha substàncies com els plàstics o els vidres que al fregar-los amb un drap de cotó o de llana queden carregats d’electricitat i són capaces d'atreure objectes petits, com trossos de paper o cabells; aquest fenomen s’anomena Electricitat Estàtica.

Per exemple: Sifreguem un bolígraf de plàstic amb un drap de llana, els electrons del drap passen al bolígraf. Ara el bolígraf està carregat negativament. A l'acostar el bolígraf als paperets, els electrons d'aquest són atrets pels protons dels paperets. Per això el bolígraf atreu als papers.
El fregament serà la força externa que fa que els electrons s’alliberin.
En tot procés la càrrega elèctrica totalroman constant. La conservació de la càrrega elèctrica és un principi tan important com el principi de conservació del moment lineal o el de l'energia.

COM ES GENERA LA TENSIÓ ELÈCTRICA?

• Per transformació química (piles i bateries)

• Per inducció (generadors elèctrics)

• Per escalfament (Termoparells)

• Per acció de la llum ( Cèl·lules Fotoelèctriques)

• Perfregament (Electricitat estàtica i alguna mena de llamps)

• Amb Cristalls Piezoelèctrics (Rellotges dels Ordinadors fets amb cristalls de quars)

CONDUCTORS, SEMICONDUCTORS I AÏLLANTS

• Conductors: Materials amb força d’enllaç feble i que, per tant, oposen poca resistència al pas del corrent elèctric (metalls, carbó, àcids i solucions salines, els millors són la Plata, el Coure il’Alumini). Els materials conductors es fan servir en la creació dels circuïts elèctrics.

• Semiconductors: Són substàncies que, sense ser conductores, tenen una conductivitat baixa, que, amés, augmenta amb la temperatura. Són els principals materials emprats en electrònica (Silici, Germani, Seleni, etc.)

• Aïllants: Són aquells materials que no condueixen l’electricitat i que no...