Alguna vegada us ha passat que en treure-vos un jersei de llana us heu donat una petita descàrrega o heu vist com els cabells es queden de punta? O que en caminar sobre una catifa i tocar alguna cosa metàl·lica, sentiu una espurna?
Tot això té a veure amb un fenomen fascinant que anomenem electrització per fregament. Tot i que sembla màgia, en realitat és ciència. I un cop l'entengueu, podreu impressionar els vostres amics amb els vostres coneixements elèctrics.
Primer, parlem del bàsic: els àtoms
Per entendre l'electrització, primer cal saber com estan fetes les coses.
Tot el que ens envolta, incloent-nos a nosaltres, està fet de petites partícules anomenades àtoms. Els àtoms són tan diminuts que no es poden veure ni amb el microscopi més potent, però són per tot arreu.
Un àtom té tres parts principals:
- Protons, que tenen càrrega positiva (+).
- Electrons, que tenen càrrega negativa (-).
- Neutrons, que no tenen càrrega; són neutrals.
Normalment, els àtoms tenen el mateix nombre de protons i electrons, cosa que significa que tenen una càrrega neutra. És a dir, no estan carregats elèctricament.
Què passa quan freguem dos objectes?
Quan freguem dos materials, com un globus i un jersei, passa una cosa interessant amb els electrons. Els electrons no estan "enganxats" al seu àtom com si fossin ciment; poden moure's, especialment si es troben amb un altre material que els atregui més.
Per exemple:
- Si fregueu un globus contra els vostres cabells, alguns electrons dels cabells salten al globus.
- Això deixa al globus amb més electrons (càrrega negativa) i als vostres cabells amb menys electrons (càrrega positiva).
Ara teniu dues coses amb càrregues oposades. El globus està carregat negativament i els vostres cabells estan carregats positivament. Aquest intercanvi d'electrons és el que anomenem electrització per fregament.
Què passa amb aquestes càrregues?
Ara que hem electritzat el globus i els cabells, les coses es tornen divertides.
Segur que heu sentit que els pols oposats s'atreuen, oi? El mateix passa amb les càrregues elèctriques:
- Càrregues oposades (positiu i negatiu) s'atreuen.
- Càrregues iguals (positiu i positiu o negatiu i negatiu) es repel·leixen.
Per això, quan apropeu el globus carregat als vostres cabells, els flocs semblen "perseguir" el globus. Els cabells carregats positivament estan intentant acostar-se al globus carregats negativament.
Exemples d'electrització per fregament
On més podem veure l'electrització per fregament? Aquí us deixo alguns exemples curiosos que de ben segur us hauran passat:
-
Globus enganxós
Després de fregar un globus contra els cabells o un jersei, podeu enganxar-lo a la paret. Per què passa això? La paret té càrrega neutra, però el globus carregat negativament “empeny” els electrons de la paret, deixant la superfície amb una lleugera càrrega positiva. Per això s'enganxen! -
Pèl de punta
Quan us traieu una gorra de llana, el fregament entre la gorra i el vostre pèl fa que alguns electrons es transfereixin. Això provoca que cada cabell tingui la mateixa càrrega, i com que les càrregues iguals es repel·leixen, els vostres cabells s'aixeca en totes direccions. -
Atracció de trossets de paper
Si fregueu un bolígraf o una regla de plàstic contra la vostra roba, podreu atraure petits trossos de paper. Això passa perquè el plàstic es carrega elèctricament i atrau les partícules neutres del paper. -
Espurnes a la catifa
En dies secs, en caminar sobre una catifa amb mitjons, podeu electritzar-vos. En tocar una mica metàl·lic, com una maneta de porta, aquesta càrrega acumulada es descarrega ràpidament, creant una espurna.
Per què passa això més a l'hivern?
Segur que heu notat que aquestes descàrregues i efectes elèctrics són més comuns quan fa fred, especialment a l'hivern. Això és perquè l'aire fred és més sec. La humitat de l'aire ajuda a fer que les càrregues es dissipin ràpidament, però en un ambient sec, les càrregues s'acumulen i els efectes són més visibles.
Materials que participen a l'electrització
No tots els materials s'electritzen de la mateixa manera. Alguns són més propensos a perdre o guanyar electrons.
- Materials que tendeixen a perdre electrons: cabell humà, llana, vidre.
- Materials que tendeixen a guanyar electrons: plàstic, cautxú, seda.
Això significa que si fregueu una pinta de plàstic contra el vostre cabell, la pinta guanyarà electrons (es carregarà negativament) i el vostre cabell els perdrà (es carregarà positivament).
I què passa amb els metalls?
Els metalls són conductors, cosa que significa que permeten que els electrons es moguin fàcilment a través d'ells. Per això, no s'electritzen tant amb el fregament. En lloc d'acumular càrregues, les descarreguen ràpidament cap a terra o cap a un altre objecte. És per això que toquem una mica metàl·lic i sentim una espurna: el metall està ajudant a equilibrar les càrregues.
Experiments per provar-ho vosaltres mateixos
La millor manera d'aprendre ciència és experimentant! Aquí us deixo algunes idees per jugar amb l'electrització per fregament:
- Globus i paperets
- Fregueu un globus contra els vostres cabells o un jersei.
- Apropeu el globus a petits trossos de paper i observeu com s'aixequen i s'enganxen al globus.
- Pèl boig
- Fregueu una pinta de plàstic contra el vostre cabell.
- Apropeu-lo als cabells d'un amic (amb compte) i vegeu si els flocs s'aixequen cap a la pinta.
- Enganxar un globus a la paret
- Carregueu un globus fregant-lo amb un jersei o amb els vostres cabells.
- Enganxeu-lo a una paret seca i veieu com es queda allà.
- Espurna de catifa
- Camineu sobre una catifa mentre porteu mitjons de llana o cotó.
- Toqueu alguna cosa metàl·lica, com una porta o una aixeta, i sentiu la descàrrega.
És perillós?
No us preocupeu! Les petites descàrregues que sentim en electritzar-nos no són perilloses.
Tot i això, l'electricitat estàtica també pot ser responsable de coses més serioses. Per exemple, en una gasolinera, una espurna d'electricitat estàtica pot ser perillosa si hi ha vapors de benzina.
El costat útil de l'electrització per fregament
Tot i que de vegades pot semblar una simple curiositat, l'electrització per fregament té aplicacions pràctiques. Per exemple:
- Filtres d'aire electrostàtics: Usen càrregues elèctriques per atrapar partícules de pols a l'aire.
- Impressores làser: Utilitzen càrregues elèctriques per atraure el tòner al paper.
- Cintes adhesives: Algunes usen electricitat estàtica per millorar la seva adhesió.