UNITAT 4


CIRCUITS DE CORRENT
      CONTINU

TECNOLOGIA INDUSTRIAL
    1 BATXILLERAT
Naturalesa del corrent elèctric (I)
L’àtom és la part més petita d’un element químic que
conserva les seves propietats.
Està format per un nucli amb els protons i els neutrons, i
pels electrons, que giren al voltant del nucli a diferents
distàncies, segons el seu nivell energètic.



          Estat d’equilibri: nombre d’electrons = nombre de protons.
Àtoms     Càrrega negativa: guanyen els electrons.
          Càrrega positiva: perden els electrons.


La càrrega elèctrica és l’excés o el defecte d’electrons en un cos.
Naturalesa del corrent elèctric (II)
 El corrent elèctric és l’excés o el
 desplaçament ordenat d’electrons a
 través d’un material.
 El sentit del corrent elèctric és el
 sentit en què es desplacen els
 electrons.


                  Corrent continu (CC): flux d’electrons constant que no canvia de sentit.
Classes del
                  Corrent altern (CA): flux d'electrons variable que canvia constantment de
corrent
                 sentit.
elèctric
                  Corrent polsant: flux d'electrons variable que no canvia de sentit.


Propietats elèctriques dels materials en funció de la mobilitat dels electrons:
      Conductors: or, argent, alumini, coure, etc.
      Aïllants: plàstic, ceràmica, fusta, etc.
      Semiconductors: seleni, silici, germani, etc.
El circuit elèctric
El circuit elèctric és un conjunt
d’elements actius (que proporcionen
  Centrals
energia) i passius (que dissipen
energia) connectats entre si, de manera
que permeten el pas del corrent elèctric
permanentment perquè existeixi una
transferència d’energia.


Sistemes elèctrics

Un sistema elèctric és el conjunt d’elements actius i passius que, funcionant
conjuntament, realitzen una aplicació elèctrica.


                     Sistemes de potència.
       Tipus de
                     Sistemes de control.
       sistemes
                     Sistemes de comunicació.
       elèctrics
                     Sistemes de computació.
Magnituds elèctriques (I)
                           Magnitud                            Unitat
Quantitat d’electricitat: Q                          Coulomb: C

Intensitat del corrent elèctric: I
                                                     Ampere: A


Força electromotriu o FEM: ε
                                                     Volt: V


Tensió, voltatge, diferència de potencial o ddp: V
                                                     Volt: V


Resistència elèctrica: R                             Ohm: Ω
Magnituds elèctriques (II)
                        Magnitud             Unitat
Conductància: G
                                   Siemens: S


Treball elèctric: W                Joule: J
                                   Quilowatt hora: kW · h
                                    1 kW h = 3.600.000 J
Potència elèctrica: P
                                   Watt: W



Llei d’Ohm
Comportaments dels receptors en un circuit de CC
       Llei d’Ohm generalitzada en un circuit amb forces electromotrius i
                      receptors exclusivament resistius




    Llei d’Ohm generalitzada en un circuit amb forces electromotrius i forces
                             contraelectromotrius
Connexió de receptors (I)
     Circuits en sèrie           Circuits en paral·lel




       Circuits amb dues            Circuits amb n
    resistències en paral·lel   resistències en paral·lel
Connexió de receptors (II)
                       Circuits mixtos
Connexió de receptors (III)
     Característiques dels circuits                 Característiques dels circuits
                en sèrie                                     en paral·lel
 La resistència total o equivalent és igual
                                                La resistència total o equivalent és
a la suma de les resistències parcials.
                                               sempre menor que la resistència parcial
 Circula la mateixa intensitat per tot el
                                               més petita.
circuit.
                                                La intensitat total del circuit és igual a la
 La suma de les tensions parcials és
                                               suma de les intensitats parcials.
igual a la tensió total.
                                                En totes les resistències hi ha la
 La potència total és igual a la suma de
                                               mateixa tensió.
les potències parcials.
                                                Els corrents estan en relació inversa a
                                               les resistències corresponents.
                                                La potència total és igual a la suma de
                                               les potències parcials.
Connexió de generadors
                    Connexió en sèrie




                   Connexió en paral·lel




                  Connexió en sèrie-paral·lel
Resistències
Les resistències o resistors són dispositius utilitzats per introduir una dificultat o una
resistència addicional en un circuit.

                Resistència fixa:

Tipus de
                Resistència variable:
resistències

                Resistència dependent:




                                                       Codi de colors de les
                                                       resistències
Lleis de Kirchhoff
El nus és un punt del circuit on s’uneixen tres branques o més.
La branca és la part del circuit compresa entre dos nusos.
La malla és cada conjunt de branques del circuit que forma un camí tancat, sense
passar dues vegades per la mateixa branca ni pel mateix nus.


Primera llei de Kirchhoff: llei dels nusos o dels corrents.
La suma algebraica dels corrents que arriben a un nus és igual a la suma algebraica
dels corrents que surten del nus.


Segona llei de Kirchhoff: llei de les malles o de les
tensions.

En tota malla o tot circuit tancat la suma algebraica
de totes les FEM és igual a la suma algebraica de les
caigudes de tensió.
Resistivitat, conductivitat i resistència
La resistivitat (ρ) és la resistència que ofereix al pas del corrent un conductor d’aquest
material d’1 m de longitud (l) i d’1 m2 de secció (A).
La conductivitat (σ) és la facilitat amb què deixa passar el corrent elèctric un conductor
d’aquest material d’1 m de longitud i d’1 m2 de secció.
La resistència (R) és directament proporcional a la seva longitud, inversament
proporcional a la seva secció i depèn de la seva resistivitat.
Densitat de corrent, caiguda de tensió i secció
La densitat de corrent (J) és la intensitat que circula per
unitat d’àrea o secció del conductor.
La caiguda de tensió o cdt (e) produïda en un conductor és
directament proporcional a la seva resistència i a la intensitat
que hi circula.


Càlcul de la secció dels conductors d’una línia
Llei de Joule
L’efecte Joule és el fenomen que consisteix en la transformació de l’energia elèctrica en
energia tèrmica. Per això, els materials conductors recorreguts per un corrent s’escalfen i
augmenten de temperatura.


Llei de Joule: la quantitat de calor que es
produeix en un conductor, en un receptor o, en
general, en un circuit elèctric és directament
proporcional a la resistència que ofereix al pas
del corrent, al quadrat de la intensitat i al temps
durant el qual circula.


Aparells termoelèctrics que es fonamenten amb l’efecte Joule:
     Les làmpades incandescents.
     La soldadura elèctrica per punts, per arc voltaic amb elèctrodes, etc.
     Els forns d’arc voltaic.
     Els aparells de calefacció.
     Els aparells electrodomèstics: planxes, torradores, forns, assecadors, cuines, etc.
Elements de protecció
S’entén per sobreintensitat tota intensitat superior a la nominal In, que és l’assignada
per al funcionament normal del circuit.

                                Causes de la sobreintensitat
 Curtcircuit: connexió de dos punts o més d’un circuit a través d’una resistència de valor
insignificant a causa d’un defecte de l’aïllament o d’una maniobra incorrecta.
 Sobrecàrrega: condició de funcionament del circuit elèctric sense defecte, que provoca
una sobreintensitat.



                                   Classe g.
                    Fusibles      Classe a.
Per evitar la                      Fusibles G o fusibles miniatura.
sobreintensitat
                    Interruptors magnetotèrmics.

CIRCUITS DE CORRENT CONTINU

  • 1.
    UNITAT 4 CIRCUITS DECORRENT CONTINU TECNOLOGIA INDUSTRIAL 1 BATXILLERAT
  • 2.
    Naturalesa del correntelèctric (I) L’àtom és la part més petita d’un element químic que conserva les seves propietats. Està format per un nucli amb els protons i els neutrons, i pels electrons, que giren al voltant del nucli a diferents distàncies, segons el seu nivell energètic.  Estat d’equilibri: nombre d’electrons = nombre de protons. Àtoms  Càrrega negativa: guanyen els electrons.  Càrrega positiva: perden els electrons. La càrrega elèctrica és l’excés o el defecte d’electrons en un cos.
  • 3.
    Naturalesa del correntelèctric (II) El corrent elèctric és l’excés o el desplaçament ordenat d’electrons a través d’un material. El sentit del corrent elèctric és el sentit en què es desplacen els electrons.  Corrent continu (CC): flux d’electrons constant que no canvia de sentit. Classes del  Corrent altern (CA): flux d'electrons variable que canvia constantment de corrent sentit. elèctric  Corrent polsant: flux d'electrons variable que no canvia de sentit. Propietats elèctriques dels materials en funció de la mobilitat dels electrons:  Conductors: or, argent, alumini, coure, etc.  Aïllants: plàstic, ceràmica, fusta, etc.  Semiconductors: seleni, silici, germani, etc.
  • 4.
    El circuit elèctric Elcircuit elèctric és un conjunt d’elements actius (que proporcionen Centrals energia) i passius (que dissipen energia) connectats entre si, de manera que permeten el pas del corrent elèctric permanentment perquè existeixi una transferència d’energia. Sistemes elèctrics Un sistema elèctric és el conjunt d’elements actius i passius que, funcionant conjuntament, realitzen una aplicació elèctrica.  Sistemes de potència. Tipus de  Sistemes de control. sistemes  Sistemes de comunicació. elèctrics  Sistemes de computació.
  • 5.
    Magnituds elèctriques (I) Magnitud Unitat Quantitat d’electricitat: Q Coulomb: C Intensitat del corrent elèctric: I Ampere: A Força electromotriu o FEM: ε Volt: V Tensió, voltatge, diferència de potencial o ddp: V Volt: V Resistència elèctrica: R Ohm: Ω
  • 6.
    Magnituds elèctriques (II) Magnitud Unitat Conductància: G Siemens: S Treball elèctric: W Joule: J Quilowatt hora: kW · h 1 kW h = 3.600.000 J Potència elèctrica: P Watt: W Llei d’Ohm
  • 7.
    Comportaments dels receptorsen un circuit de CC Llei d’Ohm generalitzada en un circuit amb forces electromotrius i receptors exclusivament resistius Llei d’Ohm generalitzada en un circuit amb forces electromotrius i forces contraelectromotrius
  • 8.
    Connexió de receptors(I) Circuits en sèrie Circuits en paral·lel Circuits amb dues Circuits amb n resistències en paral·lel resistències en paral·lel
  • 9.
    Connexió de receptors(II) Circuits mixtos
  • 10.
    Connexió de receptors(III) Característiques dels circuits Característiques dels circuits en sèrie en paral·lel  La resistència total o equivalent és igual  La resistència total o equivalent és a la suma de les resistències parcials. sempre menor que la resistència parcial  Circula la mateixa intensitat per tot el més petita. circuit.  La intensitat total del circuit és igual a la  La suma de les tensions parcials és suma de les intensitats parcials. igual a la tensió total.  En totes les resistències hi ha la  La potència total és igual a la suma de mateixa tensió. les potències parcials.  Els corrents estan en relació inversa a les resistències corresponents.  La potència total és igual a la suma de les potències parcials.
  • 11.
    Connexió de generadors Connexió en sèrie Connexió en paral·lel Connexió en sèrie-paral·lel
  • 12.
    Resistències Les resistències oresistors són dispositius utilitzats per introduir una dificultat o una resistència addicional en un circuit.  Resistència fixa: Tipus de  Resistència variable: resistències  Resistència dependent: Codi de colors de les resistències
  • 13.
    Lleis de Kirchhoff Elnus és un punt del circuit on s’uneixen tres branques o més. La branca és la part del circuit compresa entre dos nusos. La malla és cada conjunt de branques del circuit que forma un camí tancat, sense passar dues vegades per la mateixa branca ni pel mateix nus. Primera llei de Kirchhoff: llei dels nusos o dels corrents. La suma algebraica dels corrents que arriben a un nus és igual a la suma algebraica dels corrents que surten del nus. Segona llei de Kirchhoff: llei de les malles o de les tensions. En tota malla o tot circuit tancat la suma algebraica de totes les FEM és igual a la suma algebraica de les caigudes de tensió.
  • 14.
    Resistivitat, conductivitat iresistència La resistivitat (ρ) és la resistència que ofereix al pas del corrent un conductor d’aquest material d’1 m de longitud (l) i d’1 m2 de secció (A). La conductivitat (σ) és la facilitat amb què deixa passar el corrent elèctric un conductor d’aquest material d’1 m de longitud i d’1 m2 de secció. La resistència (R) és directament proporcional a la seva longitud, inversament proporcional a la seva secció i depèn de la seva resistivitat.
  • 15.
    Densitat de corrent,caiguda de tensió i secció La densitat de corrent (J) és la intensitat que circula per unitat d’àrea o secció del conductor. La caiguda de tensió o cdt (e) produïda en un conductor és directament proporcional a la seva resistència i a la intensitat que hi circula. Càlcul de la secció dels conductors d’una línia
  • 16.
    Llei de Joule L’efecteJoule és el fenomen que consisteix en la transformació de l’energia elèctrica en energia tèrmica. Per això, els materials conductors recorreguts per un corrent s’escalfen i augmenten de temperatura. Llei de Joule: la quantitat de calor que es produeix en un conductor, en un receptor o, en general, en un circuit elèctric és directament proporcional a la resistència que ofereix al pas del corrent, al quadrat de la intensitat i al temps durant el qual circula. Aparells termoelèctrics que es fonamenten amb l’efecte Joule:  Les làmpades incandescents.  La soldadura elèctrica per punts, per arc voltaic amb elèctrodes, etc.  Els forns d’arc voltaic.  Els aparells de calefacció.  Els aparells electrodomèstics: planxes, torradores, forns, assecadors, cuines, etc.
  • 17.
    Elements de protecció S’enténper sobreintensitat tota intensitat superior a la nominal In, que és l’assignada per al funcionament normal del circuit. Causes de la sobreintensitat  Curtcircuit: connexió de dos punts o més d’un circuit a través d’una resistència de valor insignificant a causa d’un defecte de l’aïllament o d’una maniobra incorrecta.  Sobrecàrrega: condició de funcionament del circuit elèctric sense defecte, que provoca una sobreintensitat.  Classe g.  Fusibles  Classe a. Per evitar la  Fusibles G o fusibles miniatura. sobreintensitat  Interruptors magnetotèrmics.