Primera part tema 5: Introducció electricitat i magnituds elèctriques bàsiques

1. Unitat 5: Magnituds elèctriques fonamentals. Circuits i motors elèctrics

2. Els àtoms Càrrega elèctrica El corrent elèctric Corrent elèctric

3. El corrent elèctric Corrent elèctric

4. Sentit del corrent continu Corrent elèctric sentit convencional del corrent sentit real del corrent

5. 0. Components bàsics d’un circuit elèctric Components circuit elèctric

10. Esquema elèctric bàsic Components circuit elèctric Circuit elèctric

11. Similitud circuit hidràulic i circuit elèctric Components circuit elèctric Hi ha una bomba que fa circular l’aigua: la succiona del dipòsit B, i la impulsa cap al dipòsit A, des d’on cau, tot seguit, damunt el molinet, i el fa girar. En arribar l’aigua novament al dipòsit B, la bomba la recull un altre cop, i es torna a iniciar el cicle. Mentre la bomba tingui energia, l’aigua no pararà mai de circular, ni el molinet de girar.

13. 1.1. La TENSIÓ (V) Unitats: Volts Magnituds elèctriques La tensió La magnitud que ens calcula l’energia amb la qual un generador és capaç d’impulsar els electrons a través d’un circuit s’anomena tensió (o f.e.m= força electromotriu .).

14. 1.2. INTENSITAT ELÈCTRICA (I) Magnituds elèctriques Unitats: Ampers 1A= 3,6 trilions d’electrons 1s 1 segon La intensitat elèctrica és el nombre de càrregues elèctriques que travessa el circuit per unitat de temps.

18. Exemple 1: Càlcul de Potències Calcula la potència d’una estufa que, connectada a una tensió de 220 V, és travessat per un corrent de 10 A d’intensitat. Exemple 2: Càlcul de Potència Calcula la intensitat que circularà per un circuit que alimenta un motor de 5 500 W connectat a una tensió de 220 V. Magnituds elèctriques 1.4. La POTÈNCIA (P) La potència de l’estufa serà: P = V • I = 220 V • 10 A = 2 200 W = 2,2 kW P = V • I , d’on I = P / V Per tant, la intensitat que passarà pel motor és: I = 5 500 W / 220 V = 25 A

21. Exemple 1: Aplicació de la llei D’ohm. Determina la intensitat que circularà per un receptor de 10 Ω de resistència si el connectem a un generador que subministra una tensió de 24 V. Llei d’Ohm 2. La Llei d’Ohm Aplicant la llei d’Ohm, tenim que:

25. Circuits en sèrie: Aplicacions La connexió de receptors en sèrie no té aplicació pràctica, excepte en la connexió de resistències en els circuits electrònics i en algunes instal·lacions molt concretes, com la d’algunes garlandes de bombetes de colors de l’arbre de Nadal . 3.1. Circuits en sèrie Circuits en sèrie

28. Quan en un circuit hi ha elements que es connecten de manera que a partir d’un punt de connexió el corrent es reparteix entre aquests elements i es torna a unir a la sortida, diem que aquests elements estan connectats en paral·lel. Si els elements tenen polaritat, com és el cas de les piles, cal connectar per una banda tots els pols positius i per l’altra tots els negatius. La instal·lació elèctrica d’un edifici (per exemple, la de la teva escola) està formada per diferents circuits que han de funcionar independentment, és a dir, connectats en paral·lel. Circuits en paral·lel 3.2. Connexió en paral·lel o derivació

31. Connexió en paral·lel: aplicacions En la majoria de les instal·lacions elèctriques, els receptors es connecten en paral·lel, perquè així tots funcionen a la mateixa tensió. Si un falla, els altres continuen funcionant. Circuits en paral·lel 3.2. Connexió en paral·lel o derivació

32. Connexió de piles en paral·lel Si connectem dues o més piles de manera que unim tots els pols positius per una banda i tots els pols negatius per l’altra , les haurem connectat en paral·lel. La tensió d’alimentació del circuit serà la d’una pila (recorda que per fer agrupacions, les piles han de ser de les mateixes característiques ), però el corrent que consumeix el circuit el subministren entre totes ; per tant, podem dir que: En un circuit alimentat per una associació de piles en paral·lel, augmenta l’autonomia de les piles , ja que l’ energia consumida pel circuit la subministren entre totes a parts iguals . Circuits en paral·lel 3.2. Connexió en paral·lel o derivació 4,5 V 4,5 V

33. En l’esquema següent, les làmpades 2 i 3 estan connectades en paral·lel i la làmpada 1 està en sèrie amb elles; aquest tipus de connexió s’anomena connexió mixta . La connexió mixta de receptors només s’utilitza en la connexió de resistències en els circuits electrònics. També es fa servir per augmentar la tensió d’alimentació i la durada de les piles. Per exemple, en l’associació de piles de la figura, les piles en sèrie de cada branca ens proporcionen més tensió, i la intensitat la subministren entre les dues branques en paral·lel. Perquè funcionin correctament, cal que el valor de la tensió o f.e.m. (força electromotriu) de cada branca sigui el mateix. 3.3. Connexió mixta (sèrie - paral·lel) Circuits en paral·lel Circuits en sèrie

34. 4. Mesura de magnituds elèctriques Quan facis els muntatges dels circuits elèctrics, és probable que, per alimentar-los, utilitzis una font d’alimentació igual que la de la fotografia o semblant. Aquesta font porta incorporats dos aparells de mesura , un per saber la tensió, i l’altre per saber la intensitat del CC que subministra al circuit. Hi ha aparells de mesura per a qualsevol de les magnituds del circuit elèctric: voltímetres per saber la tensió, amperímetres per mesurar la intensitat, ohmímetres per a la resistència, wattímetres per a la potència… Els aparells de mesura poden ser analògics o digitals . En els primers, el valor de la lectura el dóna una agulla que es desplaça sobre una escala graduada. En els digitals, s’indica amb nombres que apareixen en un display o pantalla, igual que en les calculadores. Mesura de Magnituds

35. 4.1. Voltímetre Per mesurar la tensió s’utilitzen els voltímetres . El voltímetre és un aparell que té dues pinces o terminals que s’han de posar en contacte entre els dos punts del circuit. Hi ha voltímetres per a CC i voltímetres per a CA. Mesura de Magnituds

36. 4.2. Amperímetre Per mesurar la intensitat que travessa un circuit es fa servir l’amperímetre. Aquest aparell s’intercala enmig del circuit, connectat en sèrie, i s’efectua la mesura quan el circuit està tancat o en funcionament. I T Mesura de Magnituds

37. 4.3. Ohmímetre S’utilitza per mesurar la resistència elèctrica d’un circuit, d’un receptor o d’un resistor. Per mesurar la resistència cal desconnectar-la. No pot haver-hi tensió Mesura de Magnituds