2.Conceptes bàsics

2. CONCEPTES BÀSICS

L’electricitat és una forma d’energia que es basa en la propietat que tenen alguns àtoms de guanyar o perdre electrons, creant un corrent que es pot aprofitar per transformar en altres energies (llum,calor,moviment, magnetisme,…). Aquest corrent es degut al moviment dels electrons entre àtoms.

2.1. ESTRUCTURA DE LA MATÈRIA

La part més petita de la matèria que conserva totes les seves característiques és l’àtom. Els àtoms estan formats per una part central, el nucli, i una part exterior anomenada escorça o embolcall. Al nucli hi ha els neutrons (càrrega neutra) i els protons (càrrega positiva), i a l'escorça, girant al voltant del nucli, hi ha els electrons (càrrega negativa).

2.2. CÀRREGA ELÈCTRICA

Els responsables de tots els fenòmens elèctrics són els electrons, perquè poden escapar de l’òrbita de l’àtom i són molts més lleugers que les altres partícules.

En general, els materials són neutres, és a dir, el material conté el mateix nombre de càrregues negatives (electrons) i positives (protons). En certes ocasions els electrons poden moure’s d’un material a un altre originant cossos amb càrregues positives (amb defecte d’electrons) i cossos amb càrrega negativa (amb excés d’electrons), i poden actuar sobre altres cossos que també estan carregats. Per adquirir càrrega elèctrica, els cossos han de guanyar o perdre electrons.

Els cossos carregats o electritzats experimenten forces d'atracció i repulsió, segons la seva càrrega. Per això, es pot dir que la càrrega és una forma d'energia (energia elèctrica).

La càrrega elèctrica i els seus efectes es poden observar en el fenomen de l'electricitat estàtica

Diferència entre Electricitat estàtica i Corrent elèctric

Quan un bolígraf de plàstic s'electritza, els electrons que ha guanyat es queden estàtics, immòbils. En aquestes circumstàncies el bolígraf és capaç d'atraure càrregues positives dels paperets. A aquest tipus d'electricitat en repòs, a on els electrons estan immòbils, se l'anomena electricitat estàtica.

Quan una zona d'un material conductor s'electritza (guanya o perd electrons), els electrons no es queden immòbils, sinó que es produeix un flux d'electrons en el seu interior per a compensar el desequilibri. Quan s'uneixen dos cossos amb diferent càrrega a través d'un element conductor, es produeix un moviment d'electrons des del cos amb un excés de càrrega negativa cap al cos amb un excés de càrrega positiva. A aquest fenomen se l'anomena corrent elèctric.

2.3. CORRENT ELÈCTRIC

El moviment d'electrons generats per les càrregues elèctriques és el que denominem Corrent elèctric.

Hi ha dos tipus de corrent elèctric :

1.- Corrent Continu (CC): els electrons van sempre en el mateix sentit de circulació. Les trobem a les piles i les utilitzem per a baixes potències

2.- Corrent Altern (CA): els electrons varien el sentit de circulació. Es produeix a les centrals elèctriques i les utilitzem per a mitjanes i altes potències.

Tots els aparells elèctrics que connectem a la xarxa elèctrica s’alimenten amb corrent altern, però molts dels nostres electrodomèstics, com l’ordinador o el televisor, tenen circuits electrònics que funcionen amb corrent continu i a voltatges relativament petits, per això cal un transformador que subministra les tensions requerides i circuits rectificadors per convertir el corrent altern en corrent continu.

El sentit del corrent (un embolic històric)

Segons l’anomenat sentit convencional, el corrent circula des del pol positiu fins al pol negatiu del generador. Però, com que el corrent elèctric és un flux d’electrons, el seu sentit real de circulació va del pol negatiu al pol positiu. Per descriure la circulació del corrent elèctric es continua utilitzant el sentit convencional.

Abans que es descobrís que el corrent elèctric és el resultat del moviment dels electrons per un circuit, es pensava que era degut al moviment de càrregues positives. Els electrons circulen sempre cap al pol positiu, per la qual cosa el corrent circularà en sentit contrari (del pol positiu cap el negatiu). A la figura el sentit del corrent està indicat pel sentit de les fletxes.

2.4. MATERIALS CONDUCTORS I AÏLLANTS

Els materials poden ser conductors o aïllants, segons la resistència que ofereixen al pas de l’electricitat.

Aquesta resistència depèn de: el material, del gruixde la llargada, i la temperatura (a més temperatura, més resistència).

Els materials conductors són tots aquells materials que permeten amb més o menys facilitat el pas del corrent elèctric. En general els metalls, plata, coure, or, alumini, estany... són els millors conductors ja que els electrons circulen amb gran llibertat dins el material.

Uns altres grans conductors de l'electricitat són el grafit i les sals minerals, aquestes últimes han d'estar dissoltes en aigua, ja que quan estan així els àtoms es troben alliberats permetent el pas del corrent.

Els materials aïllants són tots aquells materials que impedeixen el pas del corrent elèctric. Es solen utilitzar per recobrir cables i per aïllar parts del circuit entre sí. I quin són? Doncs pràcticament tots aquells que no són conductors: el plàstic, la fusta, el suro, la ceràmica, el vidre, les ceres, etc.

I els materials semiconductors són materials que s'utilitzan principalment como a elements dels circuits electrònics, perque presentan propietats que estàn entre els conductors i els aïllants, els més utilitzats són silici i el germani

MATERIALS CONDUCTORS

MATERIALS AÏLLANTS

MATERIALS SEMICONDUCTORS

2.5. APLICACIONS DEL CORRENT ELÈCTRIC

L’electricitat és tant important a la nostra vida pels diferents i grans efectes que pot originar. Avui en dia l'electricitat s'aplica en camps molt diferents: a la llar, a l'industria, al transport, a la medicina. Això és degut a que l'energia es pot transformar en altres formes d'energia aprofitables: calorífica, lumínica, magnètica, química, mecànica....

Els efectes més importants que podem trobar són: magnètics (motors), tèrmics (radiadors), químics (electròlisi), lumínics (bombetes), sonors (altaveus), biològics (desfibril·lador), etc.

ACTIVITAT 1

Respon a la llibreta les qüestions següents:

Completa el següent esquema relatiu a l'àtom:

Partícula A quina part es troba Tipus de càrrega

Electró A l'escorça de l'àtom ----

---- ---- Positiva

---- Al nucli de l'àtom ----

Quins dos tipus de fenòmens elèctrics es poden donar a la naturalesa?
Explica què és el corrent elèctric.
Existeixen materials conductors i materials aïllants de l'electricitat. Indica quins dels següents materials són conductors i quins aïllants: bolígraf de plàstic, braçalet d'or, goma d'esborrar, clau, moneda, filferro, anell de plata, regle de plàstic, jersei de llana, fil d'estany, full de paper, barra de fusta, llauna de Coca- Cola, vas de vidre.
Indica de quin tipus de material (conductor o aïllant) haurien d'estar fets els següents objectes: cable elèctric, interruptor, mànec del tornavís, sola de sabates d'electricista.
Per què creus que es recobreixen els cables amb plàstic?
Per què en ocasions et dóna rampa el contacte amb algun objecte o persona? Explica-ho en termes de corrent elèctric.

ACTIVITAT 2

Fes un mapa mental amb tot el què has après fins ara en aquesta part del tema. L'hauràs de lliurar al Classroom.

Page updated

Report abuse