La naturalesa de l'electricitat

Actualment sabem que l’electricitat és vida. Ni el televisor, ni l’ordinador, ni la nevera funcionarien sense aquesta. Si més no, sempre que hi hagut una apagada general, la majoria dels electrodomèstics de casa han fet fallida. No descobrirem res afirmant que, pràcticament, la nostra tecnologia no seria res sense l’electricitat. No obstant, sabem què és l’electricitat? A què es deu? La quotidianitat de la seva presència no significa que no hàgim de conèixer la seva naturalesa.

La naturalesa de l’electricitat

Ja és conegut per nosaltres que els àtoms estan constituïts per tres tipus de partícules: els neutrons, els protons i els electrons. La típica il·lustració d’un àtom ens ensenya com aquests dos primers formen el nucli atòmics, mentre que els electrons orbiten pel voltant de l’àtom.

Fins ara tan sols hem vist dues propietats que caracteritzen a aquestes partícules: la massa, i l’espí, passant per alt una altra anomenada “càrrega”. Aquesta, com la massa i l’espí, és diferent en les tres partícules que constitueixen l’àtom. En el neutró, la càrrega és, com bé indica el seu nom, neutra (0). La càrrega del protó és positiva (+1), mentre que la de l’electró és negativa (-1).

Tenint en compte que cada partícula constituent d’un àtom presenta una càrrega elèctrica diferent respecte una altra, establim que l’electrització d’un cos depèn:

Del desequilibri de protons o electrons

Dit d’altra manera, l’electrització de la matèria depèn de si els àtoms d’aquesta perden o guanyen electrons. En condicions normals, la matèria és elèctricament neutra, entenent amb això que posseeix el mateix nombre de protons que d’electrons. No obstant, com ja hem avisat, es donen ocasions en què dos cossos poden intercanviar-se electrons, com per exemple, quan es freguen dos cossos. Si un cos A entre en contacte amb un cos B, i el cos A cedeix electrons al B, aquest primer n’haurà perdut mentre que l’altre n’haurà guanyat. Per tant, el cos A disposarà d’electricitat positiva, mentre que el B d’electricitat negativa. Amb això també establim que:

L’electricitat positiva es dóna en els cossos dels quals els seus àtoms han perdut electrons (i per tant el nombre de protons ha augmentat), mentre que la negativa en aquells que els seus àtoms n’han adquirit.

Evidentment, l’estat d’electrització d’un cos serà major quan major sigui l’excés o el defecte d’electrons que presenti. És d’aquí d’on els experts afirmen que: “ la càrrega elèctrica és la quantitat d’electrons que un cos posseeix en defecte o en excés”.

Conductivitat elèctrica

Un altre fenomen quotidià de l’electricitat el trobem en les descàrregues elèctriques que nosaltres puguem sofrir. Som conscients de què si amb una peça de ferro toquem un cos electritzat, patirem la conseqüència de rebre una descàrrega, per feble que aquesta sigui. No obstant, si la peça de ferro la substituïm per un tros de fusta, ben segurs podrem estar de no rebre cap descàrrega. Com comentàvem al principi, la quotidianitat pot arribar a fer-nos desconèixer el perquè de les coses. Sabem que amb el ferro ens fem mal, però que en canvi no amb la fusta. Però sabem per què? 

Si desconeixes la causa tan sols comentar que es deu a la “conductivitat elèctrica”. La conductivitat elèctrica és la capacitat que presenta un cos de transmetre l’electricitat. És una característica essencial dels metalls, mentre que no pas present en, per exemple, la fusta.

Que un cos presenti o no conductivitat elèctrica dependrà de si permeten o no un flux d’electrons en el seu interior. Es coneixen tres tipus diferents de materials/substàncies que poden conduir l’electricitat, les quals són:

• Els metalls: Conductors per excel·lència, disposen en el seu interior d’alguns electrons que no es troben lligats en cap nucli atòmic concret, i que per tant poden circular lliurement pel seu interior.
• Electròlits: Els ions que es formen quan es dissol un compost iònic constitueixen partícules, positives i negatives, que poden moure’s lliurement per la dissolució.
• Gasos ionitzats: Les molècules d’un gas poden adquirir cargues elèctriques, amb la qual cosa es converteixen en ions que poden moure’s lliurement per tot el volum del recinte ocupat pel gas.