Què és l’Electricitat

Què és l’Electricitat

L’electricitat és un conjunt de fenòmens físics que es produeixen quan existeix un moviment d’electrons dels àtoms que formen qualsevol tipus de matèria. Els fenòmens físics que produeix poden ser llum (bombeta), escalfor (radiador elèctric), moviment (motors), etc.

El moviment d’electrons es el que es coneix com “corrent elèctric”. Pel que es pot dir que l’electricitat són els fenòmens que es produeixen pel pas del corrent elèctric.

Fenòmens Físics: Llum, escalfor, moviment, so, etc.

Electrons: Partícules dels àtoms pels que està format un material.

Corrent Elèctric: Moviment d’electrons

Aquest moviment dels electrons pot ser causat per forma natural, com ara un llamp, o pot ser causat per l’home de forma artificial com per exemple una dinamo d’una bicicleta.

Si s’aconsegueix moure electrons d’un material, s’ha aconseguit generar electricitat. Aquests electrons es poden moure o transportar a través d’un conductor (cable) i fer-los passar per un receptor (per exemple una bombeta, un motor, etc.) per que produeixi algun efecte com ara girar, llum, escalfor, etc.

Per parlar d’electricitat s’ha de conèixer l’àtom.

Els àtoms, els electrons i l’electricitat

La matèria o qualsevol material està format per partícules molt petites (que no es veuen a simple vista) que s’anomenen àtoms.

Vicenç Llobet - Àtom

L’àtom està format per un nucli que conté altres partícules, encara més petites, que s’anomenen protons i neutrons. Els protons tenen càrrega elèctrica positiva i els neutrons només tenen massa però no tenen càrrega elèctrica.

Però el que realment importa, en termes d’electricitat, són els electrons. Són partícules amb càrrega elèctrica negativa i que estan girant al voltant del nucli de l’àtom.

L’àtom, en estat neutre, té el mateix nombre de protons que d’electrons. Com que els dos tenen la mateixa càrrega, tant negativa com positiva, el còmput global de la seva càrrega és zero, és a dir, no té càrrega elèctrica en estat natural.

Però els electrons es poden arrencar de l’àtom al que pertanyen i moure’ls a un altre àtom que estigui al seu costat, és a dir, es poden moure electrons o, el que és el mateix, generar electricitat.

Llavors cal donar-se compte que si a un àtom se li treu un electró, l’àtom quedarà amb càrrega positiva ja que des d’aquell moment té un protó de més i, pel contrari, a l’àtom que se li entrega un electró, aquest quedarà amb càrrega negativa ja que tindrà un electró més que no pas protons.

En un exemple molt bàsic, si es posen 3 àtoms en fila i del primer es treu un electró per passar-lo al segon àtom, aquest segon àtom té càrrega elèctrica. Si successivament del segon àtom es treu un electró i es passa al tercer àtom, el tercer àtom és qui té la càrrega elèctrica. Ara bé, en el punt que el tercer àtom té càrrega elèctrica, el primer intentarà recuperar un electró del segon àtom i el segon àtom recuperarà un electró del segon àtom quan el tercer alliberi un electró cap al següent de la cadena. Això és això és així perquè els àtoms tenen tendència a buscar l’equilibri entre electrons i protons i, de tot aquest procés es diu “electricitat”.

Efectes o fenòmens físics de l’electricitat

Per exemple si es fa passar electricitat per un filament, fil enroscat, per un material que es diu Tungstè o Wolframi, resulta que es genera llum. Clàssic exemple del funcionament d’un filament de bombeta d’incandescència.

Com es genera l’electricitat?

Només es necessita tenir un cos amb càrrega positiva (amb àtoms que els hi faltin electrons) a un costat i a l’altra costat un cos amb càrrega negativa (amb àtoms que els hi sobrin electrons). (Aquí cal recordar que un cos amb càrrega positiva, té espais per emplenar amb electrons i un cops amb càrrega negativa té excés d’electrons.

Si ara s’uneixen els dos cossos amb un material conductor, és a dir, un material que per ell passin o es moguin els electrons fàcilment, com és el cas del coure, ja s’ha produït el fenomen.

Vicenç Llobet - Pas d'Electricitat

Mes que passin els electrons pel conductor, el material té que permetre que els electrons que formen els seus àtoms siguin fàcilment movibles.

Els electrons del conductor propers al cos positiu es mouran als espais del material positiu i aquests que s’han mogut, deixaran espais al conductor perquè siguin ocupats pels electrons dels àtoms més propers. Aquesta cadena acaba quan s’arriba al cos negatiu que acabarà d’emplenar els espais que quedin per emplenar en el conductor.

La idea és tenir alguna cosa que sempre mantingui el material del damunt amb càrrega negativa i el de sota amb càrrega positiva, o el que és el mateix, que existeixi una diferència de potencial entre dos punts (d.d.p).

Una màquina que sigui capaç de “robar” els electrons quan arribin a la part positiva i els retorni a la part negativa, serà una màquina amb la que s’aconsegueix mantenir la d.d.p. sempre entre els dos punts. Aquesta màquina s’anomena “generador d’electricitat”.

Les màquines que tenen la capacitat de mantenir una d.d.p. entre dos punts amb el pas del temps, s’anomenen generadors elèctrics.

Vicenç Llobet - Generador Elèctric

Una pila, per exemple, té 2 pols; el positiu i el negatiu. Mitjançant un procés químic en el seu interior, és capaç de mantenir aquesta d.d.p. o tensió entre els seus dos pols durant un temps.

Si es connecta una bombeta, els electrons de la part negativa passaran a la part positiva a través del seu filament tot produint llum.

La pia es va esgotant amb el temps, és a dir la d.d.p. o tensió entre els seus dos pols va sent menor cada vegada. Si arriba a 0, la pila està esgotada i no hi ha diferència de càrrega entre els seus dos; pel que no pot produir electricitat.

Hi ha màquines rotatives com les dinamos (corrent contínua) o alternadors (corrent alterna) que tenen la capacitat de mantenir una d.d.p. entre 2 punts quan es fan girar. Mentre girin, i haurà tensió entre els seus extrems i tindran la capacitat de generar electricitat per un circuït elèctric.

Sentit dels electrons i del corrent elèctric

El sentit dels electrons es de la part que està carregada negativament (li sobren electrons) cap a la part que està amb càrrega positiva (falta d’electrons). Però, compte, el sentit del corrent elèctric en els circuïts es considera al revés, del positiu al negatiu per conveni i des de fa molts anys quan encara no es coneixia molt bé el moviment dels electrons.

Maneres de produir electricitat

Per l’acció magnètica: és d’aquesta manera com es produeix l’energia en grans quantitats en centrals elèctriques mitjançant els alternadors o, en altres casos, amb les dinamos en forma de corrent contínua. Quan es mou un conductor elèctric (fil metàl·lic) dins d’un camp magnètic (imant o electroimant) apareix una tensió entre els extrems del conductor.

Els generadors de turbines eòliques, de les centrals elèctriques de carbó, nuclears, hidràuliques, etc. totes utilitzen generadors que generen corrent elèctrica gràcies a l’acció magnètica que es produeix al seu interior al fer-los girar.

Per l’acció de la llum: Mitjançant cel·les fotovoltaiques dels panells solars és possible transformar directament l’energia lumínica en energia elèctrica.

Per reacció química: Les piles i acumuladors són generadors que, aprofitant l’energia que es desenvolupa en determinades reaccions químiques, produeixen electricitat.

A part d’aquestes tres maneres de produir electricitat, hi ha altres però que produeixen poca quantitat d’electricitat:

Per fregament: Electricitat estàtica.

Per pressió: Existeixen determinats materials, com ara els cristalls de quars, que quan són colpejats o pressionats, entre les seves cares apareix una tensió elèctrica entre elles.

Per calor: Alguns cossos tenen propietats termoelèctriques, i amb ells es poden construir parells termoelèctrics. Aquests consten de dos metalls diferents i units que, al ser escalfats, manifesten una diferència de potencial entre els seus extrems. Sol ser molt petita la producció. Un exemple poden ser els termòmetres que mesuren la temperatura dels forns.

Quina utilitat té aquesta publicació?

Feu clic a una estrella per valorar-la

Autor: Vicenç Llobet Sánchez