Pe vremuri, electricitatea sub forma de fulgere si tunete starnea teama oamenilor, dar cu timpul omul a invatat sa o foloseasca spre folosul sau. Magnetismul, care pe vremuri era doar o ciudatenie fara inteles, joaca acum un rol cheie in producerea curentului electric in generatoare imense. Unele haine sunt facute din materiale care se incarca electric cand le scoatem peste cap. Uneori incarcarea este atat de mare, incat se pot auzi pocniturile scanteilor, iar intr-o incapere intunecoasa se si pot vedea aceste scantei. Scanteile sunt de fapt niste fulgereminuscule si iaunastere la fel ca si cele normale: prin descarcarea instantanee a sarcinilor electrice. Descarcarile produse in timpul furtunii, intre nori, degaja energii imense sub forma de caldura si lumina. Fulgerul vazut de noi este de fapt aceasta lumina, iar tunetele sunt generate in timpul exploziei datorita infierbantarii instantanee a aerului. Obiectele din jurul nostru contin multe milioane de sarcini electrice. Aceste sarcini sunt parti componente ale atomilor care compun obiectul respectiv. Centrul sau nucleul atomului este compus in general din doua feluri de particule: neutroni si protoni. Neutronii nu au sarcina electrica, protonii insa au si prin conventie aceasta se numeste sarcina pozitiva. Particulele care se misca in jurul nucleului se numesc electroni si au sarcina electrica negativa. In mod normal, numarul electronilor in atom este acelasi cu numarul neutronilor, astfel sarcinile lor de marime egala dar de semn opus, se neutralizeaza reciproc. In aceasta stare, atomul nu prezinta nici un fel de sarcina sau putere electrica detectabila, daca insa rasturnam cumva acest echilibru, corpul se va comporta ca fiind incarcat cu sarcina pozitiva sau negativa, in functie de perticulele care au ramas mai multe: protonii sau electronii. Electrizarea prin frecare Unele materiale se pot incarca prin frecare, deoarece frecarea transporta electroni de pe unul pe celalalt. Pieptenele de plastic, de exemplu, primeste electroni cin firele de par si astfel devine polarizat negativ, parul insa devine polarizat pozitiv deoarece protonii vor fii majoritari. Obiectele icarcate electric le atrag pe cele neincarcate; de aceea atrage pieptenele bucatiile mici de hartie. 33434mgt86qbg8e Celule si circuite Celula electrica produce energie electrica din energie chimica. De obicei, aceste celule se interconecteaza pentru a forma o sursa mai puternica la extremitati. Aceste celule interconectate se numesc baterii, desi de multe ori si o singura celula este numita baterie. Un circuit electric este format dintr-o sursa de energie electrica - de exemplu, o baterie - si un conductor, prin care se transporta curentul intre cele doua extremitati ale sursei. Curentul este de fapt o miscare ordonata a electronilor, asemanatoare curgerii apei printr-un tub. Pentru curgere este nevoie de presiune si la fel este si cu migrarea electronilor. Aceasta "presiune" - generata de sursa - se masoara in volti, iar intensitatea curentului in amperi. Debitul apei, produs de presiunea exercitata, depinde de grosimea tevii. Teava lunga si ingusta ingreuneaza curgerea apei, si respectiv: conductorul lung si ingust are o rezistenta mai mare decat sarma mai groasa, produsa din acelasi material. Rezistenta Rezistenta electrica se masoara in ohmi. Cuprul este des folosit ca material conductor, deoarece este un conductor bun si are o rezistenta mica. Argintul este un conductor si mai bun, dar utilizarea sa pe scara larga ar fi prea scumpa. In anumite circuite insa, se insereaza special dispozitive electrice cu rezistenta mare pentru a reduce curentul in unele parti ale circuitului. Legea lui Ohm In 1827, un cercetator german, Georg Ohm a descoperit relatia intre tensiunea electrica (U), intensitatea curentului electric (I) si rezistivitatea electrica (R). Aceasta relatie se poate scrie in mai multe moduri: U=I*R, I=U/R, R=U/I; unde U se masoara in volti, I in amperi si R in ohmi. Conform relatiilor, daca legam o rezistenta de 6 ohmi pe bornele unei baterii de 12 volti, atunci prin aceasta rezistenta se va stabili un curent de I=U/R=12/6=2 amperi. Magnetism Se crede ca Thales din Milet a fost primul care a cercetat forta de atractie ciudata al feritului magnetic asupra fierului obisnuit, in 600 i.e.n. Au trecut multe secole pana cand s-a gasit o utilizare practica a fortei magnetice, in busolele de navigatie. In 200 e.n. chinezii utilizau deja o forma rudimentara a busolei, dar in Europa a aparutdoar in jurul anului 1200. gb434m3386qbbg Oare de ce pozitioneaza ferita magnetica este lasata sa se roteasca liber, intodeauna in aceeiasi directie? Acest fenomen a ramas un mister de-a lungul secolelor. Azi stim insa ca fierul si alte materiale magnetizabile se compun din magneti mici numiti domenii magnetice sau regiuni magnetice. Acestea de obicei sunt directionate aleator, iar prin suprapunerea fortelor nu rezulta o forta magnetica detectabila. Daca dintr-o oarecare cauza aceste domenii se orienteaza toate in aceeasi directie, atunci metalul va avea caracteristici magnetice si va atrage bucatiile de fier. Cei doi poli Acesti magneti prezinta o trasatura comuna: caracterul magnetic pare a fi concentrat in doua puncte, numite poli, unul care arata catre nord si unul care arata spre sud. Extremitatiile magnetului se numesc poli, deoarece lasand liber magnetul in sens orizontal, magnetul se va aseza cu varfuriile catre polii magnetici ai Pamantului - Polul Sud si Polul Nord - care si el este un magnet gigantic. Acesta este principiul de functionare al busolei. Ambele extremitati ale magnetului atrag fierul nemagnetizat, dar daca apropiem doi magneti, atunci polul nordic al unuia atrage polul sudic al celuilalt si viceversa. In acelasi timp, cei doi poli sudici, respectivi nordici, se vor respinge reciproc. Asadar, polii de acelasi tip se resping. Totusi, pare paradoxal ca polul nordic al magnetului se intoarce catre Polul Nord al Pamantului. Aceasta se explica prin faptul ca polul magnetic al Pamantului din apropierea Polului Nord este de fapt un pol sudic din punct de vedere magnetic. Faptul ca electricitatea si magnetismul au legatura stransa s-a descoperit abia in 1819. In acel an, un profesor de fizica danez, Hans Oersted, a prezentat audientei un nou fenomen electric si a incercat sa-i gaseasca o explicatie. Descoperirea lui Oersted Omul de stiinta danez a legat extremitatile unei baterii cu o sarma, vrand sa demonstreze ca sarma se va incalzi cand este parcursa de curent electric. In momentul in care a conectat cele doua borne ale sursei s-a petrecut un fenomen ciudat: acul busolei din apropiere a deviat si nu a mai revenit la pozitia initiala. Oersted si-a dat seama ca curentul din sarma a generat un camp magnetic care a actionat asupra acului busolei. Acest experiment a insemnat descoperirea unuia dintre cele mai importante fenomene ale naturii: electromagnetismul. Electromagnetism Curentul din conductor produce un camp magnetic relativ slab, dar cercetatorii au gasit modalitatea de amplificare a acestuia, intr-un timp relativ scurt. Daca se infasoara conductorul sub forma unei bobine si se introduce in interiorul ei un miez de fier, atunci intensitatea campului creste foarte mult. Aceasta bobina cu miez in interior se numeste electromagnet. Motoare si generatoare Daca o sarma prin care se incheie un circuit electric se afla langa un magnet permanent, atunci sarma se va misca din pozitia initiala la aparitia curentului, daca nu este tinuta fixa. Acest lucru se datoreaza electromagnetismului. In 1821, Michael Faraday a realizat o masina simpla in care un fir strabatut de curent se misca in jurul unui magnet permanent. Bineinteles, aceasta "masinuta" mica nu era potrivita pentru o utilizare practica, dar prin ea s-a materializat ideeace sta la baza motoarelor electrice moderne: cu ajutorul curentului electric se poate realiza miscare continua. Motoarele electricemoderne utilizeaza electromagneti in loc de o singura sarma si functioneaza mai eficace si mai controlabil. Oersted a aratat ca electricitatea poate genera forte magnetice, iar Faraday , si paralel cu el dar independent, fizicianul american Joseph Henry, au demonstrat ca prin magnetism se poate produce curent electric. Aceasta descoperire a fost prezentata in 1831 cand, cu ajutorul unei bare magnetizate au produs curent electric printr-o bobina, miscand bara in interiorul bobinei. La fel au demonstrat ca se intampla aceelasi lucru daca misca bobina fata de magnet. Observatiile lor au fost preluate de profesorul Heinrich Lenz din Sankt Petersburg, care ulterior a stabilit legile ce guverneaza fenomenele de interectiune a campurilor electrice si magnetice. Acest principiu important se utilizeaza in generatoare, incepand de la dinamurile de la biciclete si pana la generatoarele din centralele electrice care produc putere electrica in gospodarii, magazine, birouri si uzine. Boitos Dan Marius Clasa X-C
