Electricitat a l'Ordinador NF1 Electricitat
Multimedia NF1
Index
0. Introducció. e
0.1 Conductivitat
0. Introducció. e
L'electricitat és un terme que engloba tot un conjunt de fenòmens relacionats amb el moviment de càrregues elèctriques (electró e-).
Els àtoms neutres, tenen el mateix nombre de protons que d'e- (equilibrat elèctricament). Hi ha fenòmens (magnetisme, fricció, acció química) que poden arrencar ('alliberar') els e- de les seves òrbites deixant aquest àtom/ molècula amb el que s'anomena un buit 'hueco' i carregat positivament (ió positiu o catió). Quan un àtom/molècula té més e- que protons p+ s'anomena ió negatiu o anió.
Les molècules són un conjunt d'àtoms que composen la matèria (ex O2 , H2O
0. Introducció. e
Els fenòmens que poden alliberar e són:
- Tèrmics. Si apliquem calor a 2 metalls amb diferent potencial termoelèctric generem corrent.
- Piezoelèctrics. Al deformar un cristall de quars generem corrent e-
- Fotoelèctrics. Al incidir llum sobre alguns materials es desprenen e-
- Magnètics. Per inducció magnètica sobre un conductor generem corrent (alternador, ...)
- Químics. Per reacció química podem generar corrent (piles, bateries...)
0. Introducció. e -
La càrrega elèctrica es defineix com la quantitat d’electrons que té un cos tant per defecte com per excés. Es representa amb la lletra Q i es mesura amb coulombs (1C = 6,24x10^18 e-. És equivalent dir que la càrrega d'un e- =1,6x10^-19 C ).
Càrregues elèctriques del mateix signe es repel·leixen i càrregues de signe diferent s’atreuen (similar al magnetisme). La força d’atracció o repulsió depèn del medi en què estan immerses les càrregues. La càrrega es mesura amb un galvanòmetre. (la imatge de dalt és un multímetre/polímetre amb funció de galvanòmetre)
Així és com es produeix la circulació d'electrons.
0.1 Conductivitat
Com ja hem dit, els àtoms/molècules poden alliberar e-. La banda ocupada pels orbitals moleculars amb els electrons es diu banda de valència, mentre que la banda formada pels orbitals moleculars buits es diu banda de conducció.
La propietat que posseeixen alguns materials de disposar d'e- lliures a la banda de conducció es denomina conductivitat
odem classificar els materials en 3 grups depenent de la seva conductivitat.
0.1 Conductivitat
La diferència existent entre un cos aïllant, un semiconductor i un bon conductor elèctric rau en les moltes, poques o nul·les possibilitats que tenen els electrons de valència d'esdevenir electrons lliures. En altres paraules l'energia necessària per a que un e- es desplaci.
A les substàncies conductores, la banda de valència es solapa energèticament amb la banda de conducció que està buida, disposant d'orbitals moleculars buits que poden ocupar amb un mínim aportació d'energia, és a dir, que els e- estan gairebé lliures i pot conduir el corrent elèctric (metalls).
0.1 Conductivitat
En els semiconductors i en els aïllants, la banda de valència no es solapa amb la de conducció. Hi ha una zona intermèdia anomenada banda prohibida.
En els semiconductors, com el Silici (Si) o el Germani (Ge), l'amplada de la banda prohibida no és molt gran (en condicions normals són mals conductors). Si apliquem prou energia els e- poden passar a la banda de conducció, per aquesta raó, els semiconductors condueixen l'electricitat millor en calent. (els semiconductors es poden comportar com aïllants o conductors depenent de les circumstàncies)
0.1 Conductivitat
En els aïllants, la banda prohibida és tan gran que cap electró pot saltar (els e- estan fortament lligats al nucli). La banda de conducció està sempre buida. No condueixen o condueixen molt escassament l'electricitat. (fusta, plàstics, ceràmiques, vidre ...)
