4. L'electricitat
Quan es freguen certs materials entre sí els electrons superficials dels àtoms d'un material són transferits als àtoms de l'altre material. Per exemple, si freguem una barra de vidre amb un teixit de seda es carregarà positivament perquè els seus àtoms perdran electrons que passaran a la seda; si freguem un globus contra els cabells eixuts el carregarem negativament perquè captarà electrons del pèl.
Un regle de plàstic fregat contra la roba adquirirà una càrrega negativa per que agafa electrons de la roba, llavors podrà atreure petits fragments de paper. Això és degut a que el regle carregat modifica la repartició de càrregues al paper: les càrregues negatives del regle repel·leixen les càrregues negatives dels àtoms del paper i acaben a l'altre extrem del paper, al mateix temps que atreuen les càrregues positives; el resultat és que el regle atreu el paper. El mateix passa amb el CD, un plàstic, de la imatge de la dreta.
Dues càrregues de tipus oposat s'anul·len, la matèria ordinària té tants electrons com protons i, per tant, és elèctricament neutra. En el món de l'electricitat hi ha dos tipus de càrrega elèctrica, que es comporten com si fossin oposades, per convenció reben la denominació de positiva i negativa. Les càrregues del mateix signe es repel·leixen, mentre que les càrregues de signe oposat s'atreuen.
Hi ha materials com els metalls, l'aigua salada, el cos humà o el grafit que permeten que les càrregues elèctriques es desplacin fàcilment al seu través. El moviment de les càrregues elèctriques és el que coneixem com a corrent elèctric, normalment són electrons però qualsevol càrrega en moviment és un corrent elèctric, la seva intensitat es mesura en amperes.
Anomenem materials conductors aquells que deixen passar el corrent elèctric i materials aïllants a aquells que no en permeten el seu pas.
En conseqüència, per tal de crear un corrent elèctric, un moviment de càrregues elèctriques, caldrà un circuit de material conductor que permeta el desplaçament de les càrregues, un sistema capaç de crear una diferència de potencial o voltatge entre els extrems del circuit i un receptor que consumisca el corrent fent un treball. La manera de crear la diferència de potencial és la utilització d'un generador, alguns exemples de generadors elèctrics en serien la pila o la dinamo.
Un generador elèctric és un giny capaç de transformar algun tipus d'energia, que pot ser química, mecànica o lluminosa, en electricitat. Les piles , bateries i celules d'hidrogen produeixen energia a partir d'una reacció química. Els aerogeneradors i les centrals hidroelèctriques, inclouen alternadors, que es deien abans dinamos que transformen l'energia mecànica en energia elèctrica. Les plaques fotovoltaiques generen electricitat a partir de la llum que reben del Sol.
El receptor és un aparell que consumeix energia elèctrica en algun altre tipus d'energia útil, ex: resistències produeixen calor, motors produeixen moviment, les bombetes produeixen llum, el timbres i altaveus produeixen so.
Funcionament del timbre (passa el ratolí damunt d'ell): Es pressiona el polsador K el corrent elèctric flueix a través de la bobina E i esdevé un electroimant atraient la tira de metall A. Això fa que que H colpege la campana metàl·lica B, però com que al mateix temps es trenca el circuit, en baixar la tira metàl·lica A deixa d'haver contacte a S i la bobina deixa de comportar-se com un imant, per tant es restableix la posició inicial, el timbre continua sonant fins que el polsador es deixa anar.
També calen elements de control com interruptors, commutadors i polsadors per obrir o tancar el corrent elèctric i elements de protecció com fusibles per aturar el corrent en cas de corrent sobreelevat.
Algun símbols elèctrics:
Element | Símbol | Funció |
Pila o bateria | Genera corrent | |
Bombeta o perilla | Produeix llum de forma poc eficient (el 80% de l'energia rebuda la transforma en calor) | |
Motor | Transforma l'electricitat en moviment | |
Resistència | Produeix calor al reduir la quantitat de corrent que passa per un circuit | |
Interruptor | Permet el pas del corrent o l'impideix | |
Commutador | Permet el pas del corrent o l'impideix i permet controlar l'engegada o apagada des de més d'un punt | |
Altaveu | Transforma el corrent elèctric en so. | |
Micròfon | Transforma les ones sonores de pressió de l'aire en corrent elèctric | |
Led | Emet llum de forma eficient amb poc consum. | |
LDR | Resistència que varia amb la llum que rep (sensor de llum) | |
Condensador | Emmagatzema energia elèctrica i pot cedir-la de forma sobtada | |
Fusible | Protegeix un circuit contra sobrecàrregues d'energia. | |
Relé | Permet controlar un circuit d'alt voltatge amb baix voltatge | |
Relé doble commutat | Permet controlar un circuit més complexe d'alt voltatge amb baix voltatge | |
Ohmmetre | Mesura els Ohms que té una resistència | |
Voltímetre | Mesura els volts subministrats a un circuit | |
Amperímetre | Mesura la quantitat d'electricitat que passa per un circuit |
Llicenciat sota la Llicència Creative Commons Reconeixement NoComercial CompartirIgual 4.0