Electricitat, Magnetisme i Màquines: Conceptes Bàsics i Seguretat

Electricitat, Magnetisme i Màquines

L'electricitat és una forma d'energia.

L'Àtom i la Càrrega Elèctrica

Un àtom es compon d'un nucli localitzat al centre i format per dos tipus de partícules més petites: els protons i els neutrons.

Els protons tenen càrrega positiva.

Els neutrons tenen càrrega neutra i els electrons tenen càrrega negativa.

La càrrega elèctrica pot ser negativa, positiva o neutra. Si alguns cossos tenen més càrrega positiva que negativa, estan carregats positivament. Si tenen més càrrega negativa, són negatius, i si tenen el mateix nombre, són neutres. Si la càrrega és la mateixa, es repel·leixen, mentre que si és diferent, s'atrauen.

Quan entren en contacte dos cossos de càrrega diferent, la d'un pot fluir d'un cos a l'altre fins que s'igualen. Això es diu corrent elèctric. Els cossos poden ser aïllants o conductors.

Seguretat Elèctrica

No facis servir aparells amb el cable fet malbé. No facis servir aparells elèctrics quan estiguis mullat o descalç. No connectis un aparell elèctric mullat. No introdueixis mai els dits o qualsevol objecte a un endoll. No estiris del cable per desendollar un aparell, agafa'l per la clavilla. No posis aparells elèctrics a prop de la banyera o del lavabo.

Circuits Elèctrics

Un circuit elèctric és el conjunt de components que permet generar, transportar i utilitzar l'electricitat. Els generadors produeixen el corrent elèctric; n'hi ha de diferents tipus segons el tipus d'energia que facin servir per generar electricitat.

Els conductors connecten els components del circuit, són generalment cables de coure.

Els interruptors permeten o interrompen el pas del corrent elèctric.

Els receptors, com els motors o les bombetes, transformen l'energia que els arriba en so, moviment, llum o calor.

Tipus de Circuits

Circuits en sèrie: Els components estan connectats en línia de tal manera que el corrent elèctric recorre un sol camí. Si una bombeta es fon, s'apaguen totes.

Circuits en paral·lel: Els receptors estan connectats de manera independent al generador. El corrent elèctric pot recórrer diversos camins, per tant, si es fon una bombeta, les altres segueixen funcionant.

Magnituds Elèctriques

El voltatge: És la força que impulsa els electrons a través d'un conductor d'un circuit. La seva unitat de mesura és el volt i es mesura amb un voltímetre.

La intensitat: És la quantitat d'electrons que passen en un segon per un punt del circuit elèctric. La seva unitat de mesura és l'ampere i es mesura amb un amperímetre.

La resistència: És la dificultat més o menys gran que troba el corrent elèctric per passar pels elements del circuit elèctric. La seva unitat de mesura és l'ohm i es mesura amb un ohmímetre.

Magnetisme

Alguns objectes metàl·lics anomenats imants tenen la capacitat d'atreure altres objectes metàl·lics. Això rep el nom de magnetisme.

Si s'enfronten dos imants amb el mateix pol, es repel·leixen, mentre que si són diferents, s'atrauen. Els imants poden ser naturals si es troben a la naturalesa o artificials si els ha creat l'home.

Electromagnetisme

La zona on un imant és capaç d'atreure objectes es diu camp magnètic.

El camp magnètic pot crear electricitat.

L'electricitat genera magnetisme.

Quan s'enrotlla un cable elèctric al voltant d'un objecte de metall i s'hi fa circular electricitat, es genera un camp magnètic similar al dels imants. El metall es transforma llavors en un electroimant i ells tenen força aplicacions.

El magnetisme genera electricitat.

Un imant que es mou a prop d'un material conductor hi genera un corrent elèctric. Aquesta propietat s'utilitza per produir electricitat mitjançant uns generadors electromagnètics anomenats alternadors.

Magnetisme Terrestre

El nucli de la Terra està format per una barreja de metalls, fonamentalment de ferro i níquel. Aquesta és la causa per la qual el nostre planeta es comporta com un enorme imant.

La importància del magnetisme terrestre actua com una pantalla protectora contra l'anomenat vent solar, format per partícules emeses pel Sol que, si arribessin a l'atmosfera de la Terra, podrien destruir-la.

Màquines

Són un conjunt de mecanismes que ens permeten aprofitar diferents formes d'energia per fer-nos la vida més fàcil.

Màquines Simples

Les màquines simples estan formades per una peça o poques més.

Pla inclinat: És una superfície inclinada que uneix dos llocs situats a diferent altura. D'aquesta màquina en deriven d'altres de gran utilitat, com ara les escales.

Politja: És una roda amb una ranura per la qual passa una corda. Es fa servir per moure objectes. Els ponts llevadissos basen el funcionament en un sistema de politges.

Palanca

Està composta per una barra rígida que oscil·la sobre un punt de suport (PS) quan s'hi aplica una força (F) per moure una càrrega o resistència (R).

Segons la posició d'aquests tres elements hi ha tres tipus de palanques:

• Palanca de primer gènere.
• Palanca de segon gènere.
• Palanca de tercer gènere.

Màquines Compostes

Estan formades per diverses peces, algunes de les quals poden ser també màquines. Cada peça d'una màquina composta s'anomena operador.

Tipus d'Operadors

Operadors energètics: Són els que poden acumular energia i proporcionar-ne a una màquina perquè funcioni, com una molla per exemple.

Operadors mecànics: Van connectats entre si i es transmeten els moviments dels uns als altres, com ara la biela. En conjunt formen un mecanisme.

Els engranatges són rodes dentades connectades entre si directament o mitjançant una cadena, com la de les bicicletes.

Operadors elèctrics: Permeten que un circuit elèctric funcioni o no, depenent de si són accionats o no.