Existenta electricitatii a fost stabilita cu multe secole in urma, dar fara a i se cunoaste originea (sursa). Multi oameni de stiinta s-au ocupat de studierea electricitatii si roadele muncii lor n-au itarziat sa se arate.
Este bine sa retineti cateva nume care au intrat in istoria electricitatii ca apartinand unor persoane cu importante contributii. Astfel, Alessandro Volta ( 1745 -1827), repetand experimentele (neexplicate) ale lui Galvani, a stabilit ca, la introducerea intr-o solutie acida a doua metale diferite, intre ele apare electricitate. El a introdus un electrod (o bucata de tabla) de zinc si unul de cupru intr-o solutie de acid sulfuric, realizand in acest fel prima sursa chimica de electricitate.
Elementul Galvanic
Aceasta sursa ii poarta numele (Elementul Volta), dar in cinstea prietenului sau Galvani, el a numit-o Element Galvanic. Si voi puteti realiza foarte usor un element galvanic introducand intr-un pahar sau borcan de sticla doua bucati de tabla, una de zinc si una de cupru (dupa ce ati lipit pe fiecare cate un conductor. Peste ele turnati solutia de acid sulfuric (atentie, se toarna acid in apa, 5%) pana vor fi acoperite ambele placi. In cazul in care nu aveti acid sulfuric, preparati o solutie de clorura de sodiu – NaCl – (sare de bucatarie) si procedati la fel.
Retineti ca, la orice sursa chimica de curent, placa de zinc reprezinta borna minus (-).
Pentru a putea intelege mai usor natura curentului electric, va reamintim ca substantele sunt formate din molecule si moleculele din atomi. La randul lor, atomii sunt formati dintr-un nucleu si electroni care se invartesc in jurul acestuia.
Nucleul contine sarcini pozitive (protoni) si particule neutre (neutroni). Aceste sarcini sunt foarte grele fata de electroni. Electronii se invartesc in jurul nucleului la diferite distante de el, pe diferite traiectorii, numite orbite.
Numarul electronilor este acelasi cu al protonilor, deci atomul este neutru din punct de vedere electric. Daca s-ar adauga (sau atomul ar atrage) un alt electron, atunci numarrul electronilor ar fi mai mare decat al protonilor. In aceasta situatie, atomul are caracter negativ (predomina electronii). Daca s-ar smulge (sau atomul ar ceda) un electron, atunci mai multi ar fi protonii in atomul respectiv si putem spune ca atomul are caracter pozitiv.
In metale exista foarte multi electroni ce nu apartin nici unui atom. Acesti electroni sunt in miscare continua si dezordonata si sunt numiti electroni liberi sau… vagabonzi. Ei sunt cei care fac metalele sa conduca usor curentul electric. Retineti ca, la orice sursa, borna <<minus>> reprezinta locul unde exista foarte multi electroni, iar borna <<plus>>, locul unde este lipsa de electroni.
Legand cele doua borne printr-un fir conductor, electronii se vor misca de la borna – spre borna + pana vor fi in numar egal la ambele borne. Cu cat diferenta numarului de electroni va fi mai mare, cu atat spunem ca sursa are <<tensiunea >> mai mare.
Curentul electricare marimile sale specifice. Acestea sunt:
– tensiunea U
– intensitatea A
– rezistenta R
Tensiunea se masoara in volti (V), intensitatea in amperi (A) iar rezistenta in ohmi (Ω).
Tensiunea reprezinta diferenta de potential (de numar de electroni), intensitatea reprezinta cantitatea de electroni care circula printr-un conductor intr-o secunda, iar rezistenta este piedica pe care o pun conductoarele la trecerea curentului electric prin ele. Aceste definitii sunt foarte restranse (nu sunt complete), dar va pot ajuta sa intelegeti mai usor ce reprezinta aceste marimi.
Un savant cu mari contributii in domeniul electricitatii a fost Andre Marie Ampere (1775 – 1836). El a descoperit bazele legilor curentului electric, ale magnetismului si interactiunii intre conductori parcursi de curenti. Datorita meritelor sale, Ampere a fost ales membru al Academiei de Stiinte din Paris.
In 1826 un savant, Georg Simon Ohm (1787 -1854) a descoperit legea care-i poarta numele: Legea lui Ohm, prin care puteti afla o marime cunoscandu-le pe celelalte doua:
I = U / R
Puteti considera ca orice sursa de energie electrica are doua borne, plus si minus. Cand veti intalni pe o sursa notate bornele plus si minus, inseamna ca aceasta este de curent continuu. Exista si surse numite alternatoare, ce-si schimba periodic polaritatea. Curentul generat de ele se numeste curent alternativ. Curentul de la prizele din locuintele voastre este curent alternativ.
Cel mai des intalnit dispozitiv electric, si pe care desigur voi il cunoasteti, este becul electric. Il puteti intalni sub diferite forme: de para, tubular etc., fiind format dintr-un balon de sticla si un filament.
Filamentul este din wolfram (un metal ce se topeste foarte greu) si de lungimea si grosimea sa depinde puterea becului. Balonul de sticla este fara aer in interior (vid) sau are un gaz ce nu permite oxidarea filamentului. Daca becul ar avea aer, filamentul s-ar arde imediat. Capetele filamentului sunt scoase in exterior si legate la doua parti metalice izolate. Acestea permit fixarea mecanica si conectarea becului la sursa de alimentare. Pe balonul de sticla sau pe una din partile metalice de contact veti gasi notate tensiunea de lucru (la care becul se aprinde normal) si puterea sa (sau curentul absorbit).
Dupa necesitati, puteti lega becurile in trei moduri: serie, paralel si mixt.
Legarea in serie se foloseste atunci cand aveti becuri cu tensiunea de lucru mai mica decat cea de la sursa. Treuie sa tineti cont insa de puterea lor.
Puteti folosi fara teama un bec cu tensiunea de lucru mai mare decat tensiunea de alimentare. Ex.: un bec de 250 V la 220 V sau unul de 220 V la 110 V. Singurul dezavantaj il constituie faptul ca becul se va aprinde mai slab. Cazul cel mai des intalnit de legare in serie a becurilor este iluminarea pomului de iarna.
Legarea in paralel (derivatie) a becurilor este bine s-o faceti atunci cand doriti sa alimentati mai multe becuri pe care sa le puteti aprinde sau stinge independent unul fata de altul. La legarea in paralel, curentul absorbit de la sursa este mai mare, el fiind suma curentilor ce trec prin fiecare bec.
In locuintele voastre, la locul de munca si in mai toate cazurile instalatiei de iluminat, becurile sunt legate in paralel, dar nu direct, ci printr-un dispozitiv ce permite inchiderea sau deschiderea circuitului de alimentare. Acest dispozitiv se numeste intreruator. Legarea in paralel permite sa alimentati becuri cu puteri diferite, dar cu aceeasi tensiune de lucru.
Uneori este necesar sa legati in asa fel becurile incat sa aveti si o tesiune de alimentare mai mare si o putere mai mare. In acest caz veti folosi legarea mixta (serie paralel).
Pentru a inchide sau deschide un circuit electric se folosesc intrerupatoare. Asa cum un robinet oreste sau lasa sa treaca apa, asa intrerupatorul inchide sau deschide circuitul electric. Diferenta intre ele este aceea ca intrerupatorul nu poate mari sau micsora curentul, asa cum face robinetul cu apa.
ORIZONT ALTERNATIV 