El corrent elèctric: producció

En la sessió anterior vam parlar de que l'electricitat es genera gràcies al moviment de les càrregues elèctriques o dels electrons. Però com es possible que es moguin? Per a que això succeeixi cal que les càrregues estiguin polaritzades.
Tots vosaltres heu provat alguna vegada a fregar un bolígraf de plàstic amb llana per després apropar-lo a trossets de paper i veure com s'enganxen al boli. Sempre us han dit que la causa d'aquest efecte era l'electricitat estàtica, però que està passant en realitat?
Quan freguem el boli amb la llana carreguem la superfície del plàstic amb una càrrega elèctrica. Com el plàstic està carregat quan l'apropem als papers, aquests es veuen atrets per les càrregues del bolígraf i s'hi enganxen.
El que fem amb aquest gest es polaritzar les càrregues, és a dir, acumular càrregues negatives en una banda del material per tal d'induir el moviment i per tant crear un corrent elèctric.
Existeixen diverses formes per tal de provocar aquest moviment en les càrregues elèctriques i per tant produir una corrent elèctrica: el fregament, l'acció química, el magnetisme, la calor, la pressió i la llum.

• Fregament: és la que acabem de veure. Quan freguem el bolígraf amb la llana arrosseguem electrons cap a la superfície del boli. Aquest efecte també succeeix quan anem en cotxe a gran velocitat. La carrosseria es carrega negativament de manera que quan toquem la porta ens dóna una petita descàrrega. 
  
• Acció química: és la que es produeix dins de les piles. Les piles estan formades d'una sèrie de substàncies químiques que en contacte amb determinats metalls provoquen l'alliberament d'electrons. Aquests electrons passen, dins de la pila, del pol positiu al pol negatiu, carregant la zona negativament. Quan connectes la pila a un circuït, des del pol negatiu s'alliberarien els electrons acumulats desplaçant-se a través dels cables i produint un corrent elèctric.

• Magnetisme: és la forma més comuna de produir electricitat i és també la que aconsegueix grans quantitats d'electricitat. Es basa en el fet que quan un cable conductor molt llarg i bobinat, es mou a gran velocitat envoltat per uns imants es crea un diferencial de càrregues que provoca el corrent elèctric.

La calor, la pressió i la llum també són capaces de produir energia elèctrica però els processos són una mica més complexos que els explicats.

Podries dir quin és el procés que s'utilitza en les centrals elèctriques?

Electricitat i els seus els efectes

Quan escolteu la paraula electricitat de ben segur que us ve al cap l'ordinador, el mòbil, la televisió, el frigorífic, la rentadora, la play... Segurament també us venen al cap paraules com motor elèctric, bombeta, cables i pot ser fins hi tot els llampecs, piles, volts o amperis. Tot el que heu esmentat es pot classificar en:

Fenòmens naturals provocats per l'electricitat

• Efectes de l'electricitat
• Aparells elèctrics
• Elements del circuït elèctric
• Magnituds elèctriques
• Característiques de l'electricitat

Però què és en realitat l'electricitat?
No és un fenomen fàcil d'explicar i per fer-ho hem de parlar dels àtoms. Recordeu el que són?
Se sap que tota la matèria que existeix està formada per unes partícules molt i molt petites anomenades àtoms. Aquestes partícules no es poden veure però resulta que són els maons de totes les coses que existeixen. Fins-hi tot nosaltres estem formats per àtoms.

Doncs bé, tot i que els àtoms són els maons de la matèria no són les partícules més petites que existeixen ja que els àtoms estan formats per altres partícules encara més petites.

• Protons: aquestes partícules estan en el nucli dels àtoms i tenen càrrega positiva
• Neutró: tal i com diu el seu nom són neutres, no tenen càrrega elèctrica.
• Electró: aquestes es troben allunyades del nucli i tenen càrrega negativa.

Com les partícules tenen càrregues contraries s'atreuen o es repel·leixen com si fossin imants. Normalment a la matèria aquestes càrregues són estables, és a dir, no es mouen. Però, en alguns materials i en determinades condicions, aquestes càrregues poden moure's, amb aquest moviment es genera el que anomenem corrent elèctric. Per tant podem dir que:

• L'electricitat consisteix en tots aquells fenòmens relacionats amb el moviment de càrregues elèctriques, és a dir amb el moviment dels electrons.

I quins són aquests fenòmens? Bé, hem abans quan heu esmentat els diferents aparells elèctrics heu esmentat alguns i estan relacionats amb la capacitat que te l'energia elèctrica de transformar-se en altres tipus d'energia. Podríeu dir quins tipus d'energia, que no centrals elèctriques, coneixeu i un aparell que faci aquesta transformació?

• Lumínica: les bombetes
• Calorífica: una tostadora
• Mecànica: un ventilador
• Química: les piles o bateries
• Magnètica: un electroimant.
• Sonora: uns altaveus

Bé com a activitat final penseu en altres exemples d'aparells elèctrics on es donen aquestes transformacions d'energia.

La tecnologia i el procés tecnològic

Quan sentim la paraula tecnologia normalment el primer que ens ve al cap són els ordinadors, els mòbils, les tablets... pot ser algú pensarà en el microones o qualsevol altre instrument elèctric. En el que probablement no penseu és que el llapis o bolígraf que utilitzeu per escriure, la taula i la cadira on segueu i fins hi tot la roba i les sabates que porteu son tot fruit de la tecnologia. 

El concepte de tecnologia és molt més extens que tan sols els instruments que utilitzeu avui dia. De segur que heu sentit a parlar alguna vegada als vostres avis que quan ells tenien la vostra edat no existia tot allò i que vivien molt feliços sense "tanta tecnologia" i jo us pregunto... És correcta aquesta afirmació?

Els vostres avis vivien immersos en la tecnologia igual que vosaltres. S'alimentaven, es vestien, tenien un habitatge, podien desplaçar-se a grans distàncies, tenien accés a la medicina, es podien comunicar amb altres persones també a distància, gaudien d'energia i tenien moments d'oci. És a dir, satisfeien una sèrie de necessitats gràcies a la tecnologia. Llavors... Què és realment la tecnologia?

• La Tecnologia és el conjunt de coneixements i procediments que s'utilitzen per dissenyar i fabricar bens i serveis que satisfan les nostres necessitats humanes.

Segons aquesta definició qualsevol objecte creat per l'ésser humà que satisfaci una necessitat, sigui del tipus que sigui, ha estat desenvolupada gràcies a la tecnologia.

A partir de tot això, podríem fer una llista d'objectes i la necessitat que satisfan?

Com veieu hem agrupat tot el que heu esmentat en vuit grans grups que representen totes les necessitats humanes:

• Alimentació
• Habitatge
• Transport
• Salut
• Comunicació
• Roba 
• Energia
• Lleure

Però,d'on creieu que han sortit tots aquest objectes? Van sorgir del no res o devia haver algú que els inventés quan es va trobar amb la necessitat?

Es força evident, que al darrera de qualsevol objecte creat per l'home en el que penseu, hi ha alguna persona, reconeguda o no, que hi va haver d'invertir hores i hores de la seva vida per tal d'aconseguir un resultat acceptable. I el més curiós de tot, tots els inventors, de qualsevol època, ho saberen o no, seguien pràcticament el mateix procediment de creació.

I quin és aquest procediment?

Es tracta del Procés Tecnològic

• Anomenem Procés Tecnològic a totes aquelles fases, ordenades, que permeten l'elaboració de qualsevol producte tecnològic.

Bé, i quines són aquestes fases?

Si mirem la definició de tecnologia, hi ha una cosa que ens crida clarament l'atenció i és que la tecnologia ha de satisfer les nostres necessitats humanes. Per tant, en qualsevol procés tecnològic el primer punt serà sempre:

1. Identificar la necessitat que volem cobrir. Mai s'elabora un producte tecnològic, intencionadament, abans de saber per a que servirà. Què per atzar es realitzi un descobriment tecnològic del qual es desconeguin les utilitats? Actualment es una situació molt poc comuna, però que sí succeir en el passat més freqüentment. El que sí pot passar és que un producte tecnològic creat per satisfer una necessitat determinada, se'n descobreixi una altre utilitat i per tant es comenci a fer servir en aquest sentit.
2. Dissenyar una possible solució. Un cop has identificat la necessitat cal dissenyar la solució. Però com? doncs bé, primer hem de realitzar el que s'anomena en anglès: Brainstorm, o en català: pluja d'idees. En aquest moment cal decidir qué volem fer, com ho volem fer, quins materials ens faran falta i quant ens costarà fer-ho. En aquesta fase ens ajudarà molt fer una cerca de materials i eines disponibles i possibles altres solucions, ja que és on prendrem decisions sobre el que s'anomena projecte tecnològic (del qual parlarem més endavant) i que afectaran al nostre producte final.
3. Construir el producte tecnològic. Ja sabem quina és la nostra necessitat i com volem solucionar-la. Ara ens falta construir el que hem dissenyat. Normalment en aquesta fase el que es fa es construir un prototip. I què és un prototip? Doncs es un producte de prova. Ja que mai un projecte surt bé a la primera.
4. Avaluar la seva utilitat. Aquesta última fase és clau. Avaluarem el prototip dissenyat, fent proves del seu funcionament, la seva durabilitat a l'ús i la seva adaptabilitat a les persones. Si el producte no passa aquestes proves s'ha de tornar a la fase de disseny per modificar el que calgui. Així es poden arribar a construir centenars de prototips abans d'aconseguir un producte final amb les característiques que es volen. Imagineu que l'Edison va haver de construir prop de mil bombetes diferents, si heu sentit bé, mil abans de trobar la definitiva!

Bé, ja sabeu el que és la tecnologia i el que cal fer per elaborar un producte tecnològic. A partir d'aquí, serieu capaços d'aplicar les fases del procés tecnològic per tal de poder construir per exemple... una joguina?