1. La naturalesa del corrent elèctric

1. Antecedents històrics

2. L'estructura de la matèria

La matèria és tot allò que té massa i que, per tant, ocupa volum.

Des de fa molts anys, una de les grans preocupacions dels científics ha estat poder conèixer la constitució de la matèria per poder arribar a predir-ne el comportament. Els avenços experimentals i teòrics del segle XX ens han permès conèixer-ne millor l’estructura interna. Així, sabem que tota matèria està formada per un conjunt d’àtoms que, al seu torn, estan constituïts per les anomenades partícules subatòmiques, que són els electrons, els protons i els neutrons. En aquests àtoms que formen la matèria hi podem distingir dues parts:

  • El nucli. És la part central de l’àtom i n’ocupa una part molt petita. A l'interior hi trobem els protons i els neutrons.

  • L'escorça. És la part exterior de l'àtom i n'ocupa la major part del volum. En aquesta part hi ha els electrons, que es mouen a una gran velocitat al voltant del nucli.

3. La càrrega elèctrica

Els protons (partícules que formen part del nucli de l'àtom) i els electrons (que envolten el nucli de l'àtom) creen forces d'atracció i de repulsió com a conseqüència del fet que aquestes partícules atòmiques tenen una càrrega elèctrica. La càrrega d'un protó és la mateixa que la d'un electró, amb la diferència que la càrrega dels protons és positiva i la dels electrons, negativa. Així, es pot establir una llei molt senzilla que explica les forces d'atracció i repulsió entre partícules: les càrregues de diferent signe s'atrauen i les del mateix signe es repel·leixen. En canvi, els neutrons no tenen càrrega ni positiva ni negativa, per tant no són atrets ni repel·lits pels protons ni pels electrons. La càrrega elèctrica és una propietat general de la matèria que es pot mesurar. La unitat que correspon a aquesta mesura és el coulomb (C).

Tabla 1. Massa i càrrega de les partícules atòmiques.

Hem de destacar que la càrrega elèctrica d'un àtom es nul•la perquè com que té el mateix nombre de protons que d'electrons, té el mateix nombre de càrregues positives que negatives. Amb tot, però, hi ha excepcions que cal tenir en compte:

  • En algunes situacions, els àtoms poden perdre o guanyar electrons i quedar carregats. Aquests àtoms s'anomenen ions.

  • Quan un àtom perd un electró o diversos, queda carregat positivament i rep el nom de catió; de manera contrària, quan un àtom guanya un electró o diversos, queda carregat negativament i aleshores rep el nom d' anió.

L'excés o defecte d'electrons d'un cos s'anomena CÀRREGA ELÈCTRICA

4. Materials conductors i materials aïllants

En la matèria hi ha electrons que es poden moure, però no es mouen de la mateixa manera per tots els materials:

  • Materials conductors: són els que tenen electrons que es poden moure amb facilitat per l'interior del material. En general, tots els metalls són bons conductors.

  • Materials aïllants: són els que tenen els electrons molt lligats a l'àtom al qual pertanyen, de manera que no es poden moure amb facilitat. Alguns exemples aïllants són la fusta, la resina, el vidre, etc.

5. El corrent elèctric

El corrent elèctric és el moviment dels electrons per un conductor. Aquest moviment d'electrons es pot comparar amb l'aigua del riu i, de la mateixa manera que podem mesurar el cabal d'un riu en un punt determina, també podem mesurar la intensitat del corrent elèctric.

S'anomena intensitat de corrent (I) la quantitat de càrrega (q) que passa per un punt d'un conductor cada segon (s). I es pot calcular com I = q / s. Es mesura en ampers (A).

Les condicions que fan que els electrons circulin les crea un aparell anomenat generador elèctric. Alhora, perquè els electrons flueixin per un circuit, cal que a cada un dels extrems hi hagi una diferència potencial, que també rep el nom de tensió o voltatge i que es mesura en volts (V).

6. Tipus de corrent elèctric

El corrent elèctric és un moviment d'electrons (càrregues negatives) que va des d'un pol positiu del generador (lloc de sortida dels electrons) fins al pol negatiu (lloc on tornen els electrons).

  • Corrent continu. Aquesta mena de corrent es caracteritza perquè els electrons es mouen contínuament pel fil conductor del pol positiu al pol negatiu del generador. Per exemple: una pila.

  • Corrent altern. La característica principal és que els pols del generador canvien de negatiu a positiu diverses vegades per segon. Aquesta mena de corrent es produeix fent servir els alternadors.

7. Per aprofundir en aquest tema: