ELECTRICITAT

I MAGNETISME12

L'invent d'EdisonA casa tenim nombrosos electrodomèstics que ens fan la més fàcil la vida. Entre aquest sol passar

inadvertit el més abundant i un dels més útils: la

bombeta, l'invent que ha il·luminat al món.

Una bombeta és una esfera de vidre de la qual s'extrau

tot l'aire. A l'interior porta un fil metàl·lic que quan hi

passa l'electricitat, es calfa, es posa incandescent i,

d'aquesta manera, emet llum.

Diverses persones van tractar de fabricar una bombeta

barata i duradora sense èxit. Qui ho va aconseguir fou

, un dels inventors més importants del món. Va

treballar durant anys provant milers de materials

diferents per trobar el més adequat amb què fabricar el fil

de la bombeta. Al final, aquest material va ser un fil de

cotó cremat.

Per a mostrar el seu invent al món, va il·luminar el carrer principal de , la localitat dels

Estats Units en què es trobava la seua fàbrica d'invents.

Hui dia el fil de les bombetes es fabrica d'un metall anomenat .

Edison

tungsté

Menlo Park

1

Vista nocturna d'Europa. Què són els punts i les taques que s'hi observen?

121. Les càrregues elèctriques1

2

1. Què es l'electricitat?

2. Les càrregues elèctriques

3. Materials conductors i aïllants

Per a entendre l'electricitat, cal començar per conèixer

els àtoms.

Els son partícules diminutes molt difícils de

veure que formen la matèria que ens envolta. Tenen un

format per altres partícules encara més menudes

anomenades i . Al voltant del nucli

giren els , com la Lluna gira al voltant de la

Terra. Alguns materials els perden fàcilment.

Quan els electrons es mouen entre els àtoms de la

matèria en una mateixa direcció, es crea un

. L'electricitat és un tipus d'energia

formada pels electrons en moviment. A través dels

cables elèctric va passant un corrent d'electrons a gran

velocitat.

Els protons i els electrons tenen una propietat

anomenada . La càrrega dels protons és

, i la dels electrons és , per la qual

cosa els materials tenen dos tipus de càrregues

elèctriques: positiva i negativa. Els neutrons no tenen

càrrega.

Els cossos amb càrregues de diferent signe

entre ells. Els cossos amb càrregues del mateix signe

es · .

Denominen els materials que condueixen

bé el corrent elèctric atès que perden els electrons

fàcilment. En canvi en altres, anomenats , és

difícil que els electrons es moguen d'un àtom a un

altre, per la qual cosa no condueixen el corrent elèctric.

Son bon conductors els metalls, com el ferro, el coure,

l'alumini o l'acer.

Són materials aïllants el vidre, el plàstic, la goma o la

fusta.

Els materials conductors s'utilitzen per a dur

l'electricitat d'un lloc a un altre. Els aïllants s'usen per a

protegir-nos del corrent elèctric.

àtoms

nucli

protons neutrons

electrons

corrent

d'electricitat

càrrega

positiva negativa

s'atrauen

repel leixen

conductors

aïllantsGran Telescopi

Esquema del funcionament de l'àtom..

Eines amb mànecs aïllants per a evitar les

descàrregues.

Qüestions

Cable conductor de coure cobert de

plàstic aïllant..

1. Dibuixa un esquema de l'àtom .i anota elnom de les partícules que l'integren.

2. Quina és la diferència entre materials

aïllants i conductors?

3. Anota dues utilitats que poden tindre els

materials aïllants.

4. Quin dos tipus de càrrega elèctrica poden

tenir els materials?

121

4. L'electricitat estàticaEl corrent elèctric es mou d'un lloc a un altre a través d'un

cable conductor. Hi ha un altre tipus d'energia elèctrica que

es manté en un lloc sense moure's. És l'anomenada

.

Si freguen un globus unflat amb un tros de llana i el

recolzem a la paret, s'hi quedarà apegat. Això es degut al

fet que, en fregar-lo, el globus recull electrons de la llana i

es carrega negativament. En posar-lo juntament a la paret

carregada positivament, les càrregues d'ambdós s'atrauen

per ser diferents.

Per contra si freguen entre els dos globus inflats. Els dos

adquireixen càrregues negatives, per la qual cosa

tendeixen a separar-se.

A voltes quan caminen per una moqueta, el nostre cos es

carrera negativament i, en tocar qualsevol objecte amb

càrrega positiva, es produeix una xicoteta descàrrega

elèctrica entre els dits i els objectes que toquem, com la

porta d'un cotxe o una maneta d'una porta.

A les tronades, hi ha núvols que estan carregats d'electrons

amb una càrrega negativa. Aquest tendeixen a precipitar-se

cap al terra o un altre núvol amb càrrega positiva, en forma

de grans descàrregues de llamps.

electricitat estàtica

Qüestions

3

Els llamps són una manifestació de

l'electricitat estàtica.

Utilitzar ferraments i guants

aïllants.

No tocar els cables que no

tinguen protector de plàstic.

Usar calçat

amb sola de

goma

5. En què es diferència el corrent elèctric de l'electricitat estàtica?

6. Explica dos exemples en els que es manifeste l'electricitat estàtica.

7. Per parelles, retalleu paperets i acosteu-los un regle de plàstic que haureu fregat prèviament amb

la roba. Anoteu el que observeu i raoneu sobre el que ha passat.

La seguretat davant de l'electricitatL'electricitat pot ser perillosa

si no prenem algunes

mesures:

El globus atrae els papers a causa de lapresència de càrregues elèctriques enels dos.

122

1. Els circuits elèctricsEl és el moviment de càrregues elèctriques a

través d'un material conductor.

Perquè hi haja corrent i les càrregues elèctriques circulen, és

necessari un format per diversos components.

Els elements bàsics dels circuits elèctrics són:

. És el component encarregat de

proporcionar l'energia necessària perquè funcione el circuit.

Pot ser una pila.

. Són materials metàl·lics,

normalment de coure, que permeten que l'electricitat

recórrega el circuit.

. Són els components per a convertir-la

en un altre tipus d'energia. És el cas d'un timbre o d'un

motor.

A més d'aquests elements bàsics, en un circuit elèctric hi sol

haver uns altres components:

. És el component que obri o tanca el circuit.

Si l'interruptor deixa passar el corrent, el circuit es

i les càrregues elèctriques poden moure's per aquest.

Si l'interruptor no deixa passar el corrent, el circuit és

i el corrent elèctric no circula per aquest.

. És el component que indica la quantitat

d'energia que es consumeix en el circuit.

. Són components que

interrompen d'una manera automàtica el pas de corrent

elèctrica si es produeix un accident.

El corrent elèctric és el moviment de càrregues per un

circuit elèctric. Els circuits estan formats per un generador

de corrent, els elements conductors i un aparell.

corrent elèctric

circuit elèctric

Generador de corrent

Elements o fils conductors

Aparells o receptors

Interruptor

tancat

obert

Comptador

Elements de protecció o diferencials

O

O

·

·

·

·

·

·

4

El corrent elèctric

Circuit elèctric amb el seu

esquema.

La pila és el generador

Circuit elèctric obertCircuit elèctric tancat

Generador Generador

Bombeta Bombeta

Interruptor Interruptor

Endoll

Filconductor

Filsconductors

Endoll

122

5

Planeta nan

Qüestions

Bombetes de baix consum

Actualment es recomana canviar les bombetes incandescents per

bombetes de baix consum. Els avantatges fonamentals d'aquest

tipus de bombetes són:

Són fredes, és a dir, la major part de l'energia que consumeixen la

converteixen en llum i no en calor com passa amb les bombetes

incandescents.

Estalvien energia, ja que en gastes molta menys que una

bombeta normal.

Com creus que afecta l'estalvi d'energia al medi ambient?

!

!

2. Usos del corrent elèctricEl corrent elèctric té múltiples usos, els més comuns són:

. Ens els proporcionen, per

exemple, les bombetes, la televisió o els aparells de

música.

. Com la que produeixen els forns, les cuines o

les estufes.

. El corrent elèctric fa funcionar els trens,

les llavadores o les batedores.

. Per exemple en els telèfons i en les

estacions de ràdio i televisió.

El corrent elèctric s'utilitza per a produir llum, imatges,

so, calor, moviment i per a les comunicacions.

Llum, imatges i so

Calor

Moviment

Comunicacions

·

·

·

· El corrent elèctric fa funcionar la

batedora.

1. Completa les oracions en el quadern per afer un resum del que has après.

2. Què passa quan un circuit és obert? I

quan és tancat?

3. Copia aquest circuit i escriu els noms de

les parts assenyalades.·

·

El ......... elèctric és el moviment de ..........

a través d'un ..... .

Els circuits elèctrics estan formats per: .....,

...., i ...... . A més poden tindre uns altres

elements com: ...., .... i .... .

123

6

1. Els imants

2. Les forces entre imants

3. El magnetisme terrestre.

Un és un objecte capaç d'atraure objectes

fabricats amb ferro i altres metalls.

La propietat dels imants d'atraure alguns objectes

s'anomena .

Hi ha minerals. Con la magnetita, que són

magnètics i atrauen alguns objectes metàl·lics.

Amb aquests minerals es poden fabricar

. No obstant això, quasi tots els imants

que s'utilitzen són .

Els objectes metàl·lics que queden apegats a un

imant es comporten com a i

atrauen altres objectes.

Tots els imants tenen dues zones que anomenen

i . Aquestes

zones se solen marcar amb dos colors diferents.

Quan acostem dos imants es poden atraure o es

poden repel·lir:

Si els enfrontem pel pols diferents, els imants

s'atrauen.

Si els enfrontem pels pols iguals, els imants es

repel·leixen.

La Terra es comporta com un imant gegantí. Els

pols magnètics de la Terra estan situats prop del

pol Nord i del pol Sud.

El magnetisme de la Terra es fa servir a orientar-se

mitjançant la . Una brúixola té un imant

d'agulla que pot girar. Quan la brúixola es deixa en

posició horitzontal, l'agulla gira fins que assenyala

al pol Nord.

imant

magnetisme

imants

naturals

imants artificials

imants temporals

pol nord magnètic pol sud magnètic

brúixola

·

·

EspiralIrregular

La magnetita és un imant natural.

Forces d'atracció i repulsió entre imants.

Aquestes forces actuen a distància.

La terra actua com un imant. El pol nord

d'una brúixola apunta cap al nord geogràfic

perquè el pol sud magnètic està situat prop

del pol Nord.

Els imants i el magnetisme

Pol sud

Pol nord Pols iguals (nord-nord) es repel·lixen.

Pols diferents (nord-sud) s'atrauen.

123

7

4. L'electroimant

5. Els usos del magnetisme

Un és un aparell que funciona com un

imant quan es connecta, i deixa de fer-ho en

desconnectar-se.

Un electroimant es fabrica enrotllant un fil de coure al

voltant d'una barra de ferro. Perquè funcione s'ha de

connectar al fill de coure a un circuit elèctric.

El magnetisme té molts usos. Amés dels imants i els

electroimants, fen servir suports magnètics i bandes

magnètiques.

. S'usen en tancadors de bosses de mà i

portes, en molts joguets, a les dinamos de les

bicicletes, als altaveus, als micròfons, als tren d'alta

velocitat. .. També hi ha imants als motors elèctrics.

. Es fan servir en timbres o en

màquines que serveixen per a separar objectes

metàl·lics d'altres residus.

. Són les cassets o les

cintes de videocàmera, els discos durs dels

ordinadors i les targetes de memòria dels telèfons

mòbils o les càmeras digitals. Es fan servir per a

l'emmagatzemament d'informació.

. Son unes tires de color

negre que s'incorporen a les targetes de crèdit, a

alguns carnets, a entrades d'espectacles... en què

s'emmagatzema informació, com el nom del

propietari del carnet, per exemple.

Els imants són objectes capaços d'atraure alguns

objectes metàl·lics. També poden atraure o repel·lir

altres imants. La Terra actua com un imant gegantí.

electroimant

Els imants

Els electroimants

Els suports magnètics

Les bandes magnètiques

·

·

·

·

Qüestions

A

A

B

C

D

B

Un electroimant es comporta com un

imant quan està connectat.

Què passarà quan es desconnecte la

pila?

Algunes aplicacions del magnetisme A

B

C

D

. .

Banda magnètica en una targeta. .

Timbre amb un electroimant. . Dispositiu

amb suport magnètic: un disc dur. .

Tancadors magnètics d'una finestra.

1. Copia la il·lustració i pinta els imants quehi falten.

2. En què s'assemblen i en què es

diferencien un imant i un electroimant.

3. Escriu una oració amb cada parell de

paraules.

·

·

Imants pols

Repel·leixen - atrauen

124 Apr n a aprendreé

8

Organitzalainformació}

RecordaL'electricitat electricitat estàtica corrent elèctric.és una forma d'energia que es manifesta com a i

I

=

=

=

Apareix en fregardeterminats objectes queadquireixen càrrega el ctrica.è

àelèctrica del mateix tipus esrepel.l en i els de diferents tipus s atraen.

Segons la major o menor facilitat per elmoviment les càrregues, els cossos poden serconductors o aillants.

Els cossos amb c rrega

=

=

Apareix quan les c rregues el ctriques esmouen a l interior d un material conductor.

Perqu es produ sca,es necessita un circuitel ctric, que consta d ungenerador de corrent, elselements o fillsconductors i un aparell oreceptor.

à è

è

è

'

ï

'

'

ELECTRICITAT ESTATICA CORRENT ELECTRIC

Ü

Ü

Els imants tenen dos pols: pol nord (N) ipol sud (S). Els pols del mateix tipus esrepel.leixen i els de diferents tipus s atrauen.'

La Terra es comporta com un imant. El

magnetisme terestre es detecta amb una

brúixola.

·

·

·

És la relació que hi ha entre l'electricitat i elmagnetisme.

L'electricitat produeix magnetisme; un

electroimant és un imant produït gràcies al

corrent elèctric.

El magnetisme

produeix electricitat

mitjançant els

generadors

electromagnètics.

ELS IMANTS L ELECTROMAGNETISME'

L ELECTRICITAT'La relació entre

el dos és

Es manifesta com a És una propietat dels

IMANTS

Que tenen dos pols

Que circula per

........ ........

....

ELECTRICITATESTÀTICA

CORRENTELÈCTRIC

EL MAGNETISME

L ELECTR' OMAGNETISME

1. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

2. EL PODER DE L'ELECTRICITAT

3. CIRCUITS ELÈCTRICS

Experiencias y actividades.a) ¿Qué es un circuito eléctrico?b) ¿Qué es la corriente eléctrica?

Completa:0.1 Les partículas elementalsque constituyesen els àtoms…………..El corrent elèctric és …………0.3 Tipus de connexions ……

a) Cita algunes precaucions amb el correntelèctric.b) Els circuits elèctrics consten de g………,c…………., r……….. i c…………. r………...c) Còpia el apartat 04“En resum”.

125 ACTIVITATS

9

1. Dibuixa l'esquema del circuit elèctricerepresentant els símbols

De la següent llista d'objectes indica qualssón conductors (C) i quins són aïllants (A)

3. Anomena aparells o màquines que usenelectricitat i produïsquen algun dels efectes.Anomena tres de cada.

4. Si fregues un drap de llana amb una varetametàl·lica, esta no atrau trossets de paper,però si vareta és plàstic sí. A què creusque ocorre açò?

5. De quins materials estan fets els cableselèctrics? Per què?

6; Verdader o fals? Aquelles que siguen falsesles REESCRIUS COMPLETAMENT

2.

Bolígraf de plàstic Polsera d'orGoma d'esborrar ClauMoneda Fil d'aram

• Anell de plata • Regle de plàstic• Fil de naylon Fil d'estanyFull de paper Aigua pura

• CalorMovimentLlum

• So

a) Els neutrons tenen càrrega negativab) Els protons en moviment són els causants delcorrent elèctricc) Els materials aïllants són aquells que permetenel pas del corrent elèctric a través d'ells.d) Un timbre és un generador d'un circuit elèctrice) Una bateria és un element de control d'uncircuit elèctricf) Un interruptor és un element de protecció d'uncircuit elèctricg) Quan connectes diverses peretes en sèriedonen la mateixa llum que si una sola d'ellesestiguera connectada a la mateixa pila.

• •

• •

• •

•

• •

•

•

la de

7. . Molts jocs magnètics estan formats perbarretes que en realitat, són imants.

a. Quan intentem unir les barretes, unesvegades es repel·leixen i altres s'atrauen.Per què?

B. Quan unim una boleta d'acer a una de lesbarres, la boleta és capaç d'atraure unaaltra boleta. Per què?

COMPETÈNCIES

DIGITALS

126 EXPERIMENTEM

10

El bolígraf màgic

És l'electricitat estàtica.Esta experiència mostra com un objecte carregat atrau a un altresense carregar.Es disposen els materials següents: un full de paper de seda, unmocador de seda, un bolígraf de plàstic, una safata de metall iunes tisores .Primer es retalla en el full de paper de seda una espiral i escol·loca en la font o safata de metall. En segon lloc es frega elbolígraf de plàstic amb energia sobre el mocador de seda, demanera que agarre electrons de la seda i quede carregatnegativament. A continuació es posa el bolígraf carregat en elcentre de l'espiral i s'atrau suaument cap amunt.• Què ocorre amb l'espiral i el bolígraf?• Què cal fer per a obtindre electricitat estàtica?• Quines altres situacions de la vida quotidiana produïxen electricitat estàtica?

Piles casolanesNecessiteu un flascó de cristall de boca ampla, un tros de canonada de coureque estiga neta, una tira de zinc o un maquineta de fer punta metàl·lic, doscables elèctrics, un got de vinagre, un LED (díode emissor de llum), que éscom una pereta molt xicoteta, pareguda a les que il·luminen alguns arbres denadal.• S'ompli el flascó de cristall amb vinagre.• Amb un extrem d'un dels cables, es connecta el maquineta de fer punta otira de zinc i amb un extrem de l'altre cable, es connecta la canonada decoure. S'introduïxen ambdós elements en el flascó amb vinagre.• Els extrems lliures dels dos cables es connecten bé a cada terminal del LEDo bé als dos pols del portapiles de l'aparell. El pol positiu amb la canonadade coure i el negatiu al maquineta de fer punta o tira de zinc.• Què ocorre amb el LED ?

Un circuit elèctric• Muntar la làmpara i el seu portalàmpades en un xicotet tros de fusta icol·locar els extrems dels cables.• Col·locar les piles en el portapiles i connectar els altres dos extremsdels cables per als pols positiu i negatiu.• Anotar el que ocorre.Si s'encén la pereta les connexions estan ben fetes i el circuit estàtancat.Ara controlarem el corrent per mitjà de la introducció d'un interruptor:• Muntar l'interruptor fixant un caragol al tac de fusta sobre un extremdel clip. Fixar un segon ullet perquè toque l'altre extrem del clip.• Intentar apagar i encendre la pereta amb l'interruptor, enganxant elcircuit. Si no s'encén és que no està ben connectat el circuit.

• Amb quins s'encén la pereta?, amb quins no?

Conductors o aïllants?Es necessitarà per a cada grup una pila normal de 4,5 volts, una pereta xicoteta,tres cables i diferents objectes com unes tisores, una cullera, corda, fil d'aram,claus, llapis, paper d'alumini, etc.Es començarà connectant la pila i la pereta tal com apareix en la imatge, i acontinuació provareu cada un dels objectes que es tenen.