Corrent i circuits elèctrics

1. L'ELECTRICITAT

2. INTRODUCCIÓ
L’electricitat és una de les formes d’energia més
utilitzades per l’ésser humà. L’emprem pràcticament
per a tot, actualment seria impossible viure sense
l’electricitat.
Gràcies a l’electricitat podem il·luminar casa nostra, fer
funcionar els nostres electrodomèstics, màquines ...
L’èxit de l’electricitat com a font d’energia es troba en la
facilitat per a obtenir-la, transportar-la i transformar-la
en altres energies.

3. Nosaltres utilitzem l'electricitat
Però ha existit des de l' origen
de l' univers. Fins i tot abans de
la formació de la matèria.

4. PART DE LA HISTÒRIAPART DE LA HISTÒRIA
DE L’ ELECTRICITATDE L’ ELECTRICITAT

5. 1)Tales de Milet (624-543 a.C.)1)Tales de Milet (624-543 a.C.)
•Descobriment:Descobriment:
Observació fenòmensObservació fenòmens
electrostàticselectrostàtics
mitjançant fregamentmitjançant fregament

6. 2)Benjamin Franklin (1706-1790)2)Benjamin Franklin (1706-1790)
•Estudi 1ª descàrregaEstudi 1ª descàrrega
elèctrica natural : elelèctrica natural : el
llampllamp
•Invent: ParallampsInvent: Parallamps

7. 3)Alessandro Volta (1745-1827)3)Alessandro Volta (1745-1827)
•Invent:Invent:
Creació 1ª descàrregaCreació 1ª descàrrega
elèctrica artificial:elèctrica artificial:
la pilala pila

8. 4)Georg Simon Ohm (1787-1854)4)Georg Simon Ohm (1787-1854)
•Invent :ResistènciaInvent :Resistència
•Llei d’ OhmLlei d’ Ohm

9. 5)Samuel F. Morse (1791-1872)5)Samuel F. Morse (1791-1872)
•Telègraf (codi Morse)

10. 6)Michael Faraday (1791-1867)6)Michael Faraday (1791-1867)
•Invent: GeneracióInvent: Generació
d’electricitat a partird’electricitat a partir
de moviment mecànicde moviment mecànic

11. 7)Alexander Graham Bell7)Alexander Graham Bell (1847-1922)(1847-1922)
•Invent : TelèfonInvent : Telèfon

12. 8)Thomas Alva Edison8)Thomas Alva Edison (1847-1931)(1847-1931)
•Invents :
Bombeta / Gramòfon

13. 9)Heinrich Rudolf Hertz9)Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)(1857-1894)
•Observació onesObservació ones
electromagnètiqueselectromagnètiques

14. 10)Gugliemo Marconi10)Gugliemo Marconi (1874-1937)(1874-1937)
•Invent: Ràdio

15. 11)John Baird11)John Baird (1908-1991)(1908-1991) //
Paul NipkowPaul Nipkow (1706-1790)(1706-1790)
Invent: TelevisióInvent: Televisió

16. 12)Ordinadors12)Ordinadors

17. L’ELECTRICITAT I EL CORRENT
ELÈCTRIC

18. Alguns aparells que funcionen amb
electricitat

19. L’electricitat es produeix a les centrals
elèctriques

20. L’electricitat es transporta i es
distribueix

21. Només es pot emmagatzemar en
petites quantitats

22. Però d'on prové l'electricitat i com
la controla l'ésser humà?

23. EL CORRENT ELÈCTRIC
• La matèria està formada per àtoms.
• El centre de l’àtom s’anomena nucli on hi ha
els protons (partícules de càrrega positiva) i
els neutrons (partícules sense càrrega).
• Al voltant del nucli giren els electrons,
partícules de càrrega negativa que són els
responsables de l’energia que s’anomena
electricitat.

24. CONSTITUCIÓ DE LA MATÈRIA:
L' ÀTOM
PART MÉS PETITA D'UN ELEMENT QUE CONSERVA
LES SEVES PROPIETATS

25. L’ÀTOM
ELECTRONS
NEUTRONS
PROTONS

26. L'ÀTOM I LES SEVES
PARTÍCULES
Partícules de l'àtom
El mateix nombre
d'electrons i protons
indica un àtom neutre
Àtom d' un metall
Capta amb facilitat
electrons
Àtom d' un no metall
Perd amb facilitat
electrons

27. Quan l' àtom guanya o perd un electró se li
denomina ió negatiu o positiu, respectivament.
L'àtom…
L'excés o defecte d'electrons en els àtoms s'anomena
CÀRREGA ELÈCTRICA

28. En quina unitat
es mesura
la càrrega
elèctrica?
Quina és la càrrega
de l 'electró, i
del protó?
Unitat de càrrega elèctrica
Charles Coulomb
(1736 – 1806)
Físico francés
Coulombs
1C = 6,24·1018
electrons

29. Corrent elèctric és el moviment d’electrons a
través d’un material conductor.

30. EL CORRENT ELÈCTRIC
• L’ electricitat és un fenomen originat pel
moviment dels electrons que es troben al
voltant del nucli.
• En determinats materials, es possible fer anar
els electrons d’un extrem a l’altre, provocant un
corrent elèctric.

31. EL CIRCUIT ELÈCTRIC
Un circuit elèctric és un conjunt d’elements
enllaçats de manera que permeten el pas del
corrent elèctric

32. Recorregut dels electrons en un
circuit elèctric

33. Circuit obert o tancat

34. Perquè es produeixi el corrent elèctric
en un circuit :
 Tots els seus components han d’estar connectats entre si.
 El camí que segueixen els electrons no ha de ser interromput.
 El circuit ha de començar en un pol del generador (pila) i
acabar a l’altre.

35. CIRCUIT ELÈCTRIC
• Un circuit elèctric és un conjunt d’elements
units de tal forma que permeten el pas del
corrent elèctric (generalment per produir algun
efecte útil).
• Un circuit està format per :
– elements necessaris
– elements complementaris.

36. GENERADOR CONDUCTOR RECEPTOR
Components bàsics d’un circuit
elèctric
Components
circuit elèctric

37. • UN GENERADOR O ACUMULADOR: És
l’element que proporciona l’energia elèctrica.
Exemples: piles, bateries...
• MATERIAL CONDUCTOR: És l’element que
transporta l’energia elèctrica. Exemple: cables.
• UN O MÉS RECEPTORS: Són els elements
que transformen l’energia elèctrica rebuda en
un altra tipus d’energia. Exemple: Energia
lluminosa, energia acústica , energia mecànica.
Elements necessaris d’un circuit (com a mínim):

38. CIRCUIT ELÈCTRIC

39. COMPONENTS D’UN CIRCUIT
ELÈCTRIC

40. Components d’un circuit elèctric
Generador: Aporta l’energia al circuit, és a
dir, impulsa els electrons.

41. Generador
 Dóna la Força necessària per impulsar els
electrons
Components
circuit elèctric

42. Moviment d’electrons del
pol – al pol +
El pol – de la pila
impulsa els electrons
cap al pol + de la pila
a través del fil
conductor.
Quan els electrons
arriben al pol + de la
pila són retornats al
pol – i comença de
nou el cicle

43. Conductor
 permet el pas del corrent elèctric (és a dir el pas
d’electrons)
Components
circuit elèctric

44. Components d’un circuit elèctric
 Conductors:
 Els cables estan fets de:
 Material conductor, permet el pas de l’electricitat. Els
cables elèctrics es fan amb coure.
 Recobrint el coure hi ha material aïllant com el plàstic, no
permet el pas del corrent elèctric.

45. CONDUCTORS I AÏLLANTS
• S’anomenen conductors aquells materials que
permeten el pas del corrent elèctric en un
circuit. Per exemple: Tots els metalls
(coure,alumini, or).
Els conductors més utilitzats són els cables i
estan formats de fils de coure envoltats per una
capa de plàstics.

46. Els metalls en general són molt bons conductors de l' electricitat
Existeixen càrregues que es poden moure fàcilment.

47. Existeixen càrregues, però no es poden moure fàcilment.
On veiem aïllants?

48. CONDUCTORS I AÏLLANTS
• S’anomenen aïllants aquells materials que
impedeixen el pas del corrent elèctric. Per
exemple: plàstic, vidre, llenya...

49. Receptor
 rep l’energia elèctrica i la transforma en un altre
tipus d’energia (ex. lumínica, de moviment,
calorífica)
Components
circuit elèctric

50. Components d’un circuit elèctric
 Receptors:
Els receptors reben el
corrent elèctric (energia
elèctrica) i el
transformen en:
 llum (làmpada)
 calor (estufa, planxa)
 energia mecànica
(motor)
 so (timbre, brunzidor,
sirena)
 ...

51. Components d’un circuit elèctric
 Aparells de
comandament:
 Permeten tancar i
obrir el circuit elèctric
(permeten o
impedeixen el pas de
l’electricitat).
 Exemples: interruptors,
polsadors,
commutadors,…

52. CIRCUIT ELÈCTRIC
• ELEMENTS DE MANIOBRA: Són aquells
elements que permeten governar a voluntat el
circuit. Exemples: interruptors, polsadors,
commutadors.
• ELEMENTS DE PROTECCIÓ: Són aquells
elements destinats a la protecció de les
instal·lacions (fusibles) o dels usuaris o
d’ambdós al mateix temps (diferencials).
Exemples: fusibles, diferencials.
Elements complementaris d’un circuit :

53. ELEMENTS DE MANIOBRA
• POLSADORS: Els polsadors són elements
elèctrics destinats a obrir i tancar el circuit.
Disposen d’una posició de repòs i d’una
d’accionament, la qual es mantindrà mentre duri
l’efecte que ha produït l’activació (pressió).

54. ELEMENTS DE MANIOBRA
• INTERRUPTORS: Són elements que
realitzen la mateixa funció que els polsadors
però amb la diferència que aquests disposen de
dues posicions estables de funcionament, una
que obri el circuit i una altra que el tanca (deixa
passar el corrent).

55. Circuit elèctric
Circuit bàsic amb element de protección

56. ESQUEMES ELÈCTRICS
• A la representació d’un circuit se l’anomena
esquema elèctric i està format pels símbols dels
seus elements units entre si.
• Per dissenyar els esquemes s’utilitzen símbols
normalitzats.

57. Símbol elèctric
Un símbol elèctric és la representació
gràfica d’un element del circuit.

58. EL SÍMBOL ELÈCTRIC

59. Esquema elèctric
 Un esquema elèctric és una representació gràfica
del circuit en la qual es mostren les connexions
dels diferents elements representats per símbols.

60. Esquema elèctric bàsic
Components
circuit elèctric
Circuit elèctric

61. ESQUEMES ELÈCTRICS

62. ESQUEMES ELÈCTRICS
• Exemples d’esquemes elèctrics:

63. Esquemes normalitzats
Circuit complet amb protecció
Circuit sèrie amb làmpades

64. Esquemes normalitzats
Circuit paral·lel amb làmpades
Circuit mixt amb làmpades

65. CIRCUIT OBERT O TANCAT ?
• Es diu que un circuit està tancat quan tots els
components d’un circuit estan connectats entre
sí i el corrent pot circular.

66. CIRCUIT OBERT O TANCAT ?
• Es diu que un circuit està obert quan es
presenta una discontinuïtat en el circuit (com
un cable trencat, un component desconnectat o
un interruptor apagat) i el corrent no pot circular.

67. Les magnituds elèctriques que podem mesurar en un circuit
són:
Intensitat elèctrica: És la quantitat d’electrons que circula per
un conductor en un temps determinat. Es representa per la
lletra I.I es mesura en Amperes que es representa amb una
A.
Resistència elèctrica: És la resistència o oposició que ofereix
un conductor elèctric a ser travessat pels electrons. Es
representa per la lletra R. I es mesura en Ohms que es
representa amb la lletra Ω
Voltage o tensio: És l’energia amb què els electrons són
impulsats des del generador. Es representa per la lletra V. I
es mesura en volts.
MAGNITUDS ELÈCTRIQUES
BÀSIQUES

68. Com puc mesurar
el corrent?
André Ampère
(1775-1836)

69. INTENSITAT
• Intensitat (I) és la quantitat de corrent elèctric
que travessa un conductor per unitat de temps.
La intensitat es mesura en ampers (A).
La intensitat en el circuit hidràulic seria la
quantitat d’aigua que cau.

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

72. TENSIÓ ELÈCTRICA
La tensió elèctrica en el circuit hidràulic seria
l’altura des de la que cau l’aigua.

73. 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.
La TENSIÓ (V)
Unitats: Volts
Magnituds
elèctriques

75. Voltaje

76. RESISTÈNCIA
• La resistència ( R ) expressa la major o menor
dificultat que presenta un conductor al pas del
corrent elèctric. La resistència es mesura en
ohm (Ω).
La resistència en el circuit hidràulic seria
l'obstrucció de la canonada.

77. La resistència elèctrica és la dificultat que ofereixen els
materials al pas del corrent elèctric. La unitat de resistència és
l’ohm (Ω), en honor del científic alemany Georges Simon Ohm.
Magnituds
elèctriques
LA RESISTÈNCIA (R)
 Tots els elements d’un circuit tenen resistència, però normalment l’aparell receptor és el
que en té més.
 Els cables i el generador han de tenir una resistència baixa, que, a efectes pràctics, es
considera nul·la.

78. RELACIÓ AMB COMPONENTS
VOLTAGE RESISTÈNCIA INTENSITAT

79. Què passa si mesurem el
voltatge i el corrent que
passa per una resistència?
Georg Simon Ohm
(1787-1854)
Físic alemany

80. LLEI D’OHM
• Al segle XIX , Georg Simon Ohm va
descobrir que en els circuits la
intensitat, tensió i resistència es
relacionaven segons la llei d’ohm.
Ohm va descobrir que:
- Al augmentar la tensió d’un circuit passa més
corrent.
- Al augmentar la resistència d’un circuit passa
menys corrent.

81. La intensitat del corrent elèctric que circula per un
circuit és directament proporcional a la tensió que hi
apliquem i inversament proporcional a la resistència
que ofereix.
Llei
d’Ohm
La Llei d’Ohm
 En un circuit elèctric, les tres magnituds bàsiques (tensió, intensitat i
resistència) estan íntimament relacionades entre si. Aquesta relació es
coneix com la llei d’Ohm
I= V Intensitat (I) en Ampers
R Voltatge o Tensió (V) en Volts
Resistència (R) en Ohms (Ω).

82. TRIANGLE DE LA LLEI DE OHM
• El triangle permet calcular la
intensitat , tensió i la resistència d’un
circuit.

83. Exemple : 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.
Aplicant la llei d’Ohm, tenim que:
Llei
d’Ohm
La Llei d’Ohm

84. Circuits en sèrie i circuits en
paral·lel
• Fins ara hem vist circuits alimentats per un generador en els
quals funciona un sol receptor a la vegada. Però hi ha circuits
que disposen de diferents receptors alimentats per un
generador o més d’un.
• Aquests elements poden estar connectats de maneres
diferents: connexió en sèrie, connexió en paral·lel o
derivació, i connexió mixta.
•La manera de connectar els diferents elements en un circuit té
molta importància ja que afecta les característiques
elèctriques del circuit.
Circuits
en sèrie

85. CONNEXIÓ EN SÈRIE DE RECEPTORS
• Els circuits en sèrie són aquells que
disposen d’un o més receptors (bombeta,
motors...) connectats un darrere l’altre,
compartint el mateix cable.

86. CONNEXIÓ EN SÈRIE DE RECEPTORS
• CARACTERÍSTIQUES:
- Els receptors en sèrie es reparteixen la tensió
del generador.
- Si un receptor en sèrie falla (per avaria,
desconnexió, etc.) , els altres deixen de
funcionar.

87. Circuits en sèrie
•Quan en un circuit els diferents elements
estan connectats un darrere l’altre diem
que estan connectats en sèrie.
La pila, l’interruptor i la làmpada
estan connectats en sèrie.
Característiques receptors connectats en sèrie:
Si es desconnecta un receptor, el circuit queda obert, s’interromp el corrent i
deixen de funcionar tots els receptors
IT
Circuits
en sèrie

88. 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.
Circuits en sèrie
Circuits
en sèrie

89. Connexió de piles en sèrie
• Es connecten una darrere l’altra, tenint en compte
la polaritat, de manera que el pol negatiu d’una pila
es connecta al positiu de la següent, i així
successivament. Al final, queden dos pols lliures, als
quals es connecten els borns del circuit que cal
alimentar.
Circuits en sèrie
Circuits
en sèrie

90. Connexió de piles en sèrie
•La tensió subministrada al circuit serà la suma de
cadascuna de les piles.
•Per tant, podem concloure que la connexió de
piles en sèrie es fa servir per augmentar la tensió
que cal subministrar a un circuit.
• Exemple: pila de petaca
Cal tenir en compte!
En la connexió de piles:
a) Es recomana fer servir piles de les
mateixes característiques elèctriques.
b) No és recomanable substituir
parcialment les piles d’un receptor
portàtil; quan es canvien, s’han de
canviar totes.
Circuits en sèrie
VT=VPILA1+VPILA2+VPILA3+…
Circuits
en sèrie

91. CONNEXIÓ EN PARAL·LEL DE RECEPTORS
• Els circuits en paral·lel són aquells que
disposen d’un o més receptors (bombeta,
motors...) connectats en diferents cables.

92. • CARACTERÍSTIQUES:
- La tensió del generador arriba a tots els
receptors connectats en paral·lel.
- Si un receptor en paral·lel falla (per avaria,
desconnexió, etc.) , els altres segueixen
funcionant.
CONNEXIÓ EN PARAL·LEL DE RECEPTORS

93. 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
Connexió en paral·lel o derivació
4,5 V
4,5 V

94. Circuit Sèrie i Paral·lel
Circuit sèrie
Circuit paral·lel

95. CONNEXIÓ MIXTA DE RECEPTORS
• Els circuits mixtos són aquells que disposen
de receptors connectats en sèrie i en paral·lel.

96. Circuit Mixt

97. • CARACTERÍSTIQUES:
- Combina al mateix temps les característiques
dels circuits en sèrie i en paral·lel.
CONNEXIÓ MIXTA DE RECEPTORS