L’ELECTRICITAT2n d'ESO

Curs 2010-2011

Tecnologies

IES Sa ColominaIrene Pérez

INTRODUCCIÓL’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.

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.

APLICACIONS DE L’ELECTRICITAT

GENERACIÓ DE L’ELECTRICITAT

EL CORRENT ELÈCTRIC

• Les coses estan formades 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 electricitatelectricitat.

EL CORRENT ELÈCTRIC• La electricitat és un fenòmen 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 elèctriccorrent elèctric.

CIRCUIT ELÈCTRIC• Un circuit elèctric és un conjunt d’elements

units de tal forma que permeten el pas del corrent elèctric (generalment per produir treball útil).

• Un circuit està format per :– elements necessaris – elements complementaris.

CIRCUIT ELÈCTRIC

• UN GENERADOR : És l’element que proporciona l’energia elèctrica. Exemples: piles, bateries...

• 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):

CIRCUIT ELÈCTRIC

CIRCUIT ELÈCTRIC

• ELEMENTS DE CONTROL: 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 :

ELEMENTS DE CONTROL• POLSADORS: 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).

POLSADOR (NO)

POLSADOR (NT)

ELEMENTS DE CONTROL (2)• 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).C

Interruptor Monopolar

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 més utilitzats són els cables i estan formats de fils de coure envoltats per una capa de plàstics.

CONDUCTORS I AÏLLANTS

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

EL SÍMBOL ELÈCTRIC

ESQUEMES ELÈCTRICS• A la representació d’un circuit se

l’anomena esquema elèctric esquema elèctric i està format pels símbols dels seus elements units entre si.

ESQUEMES ELÈCTRICS

• Exemples d’esquemes elèctrics:

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.

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.

SENTIT DEL CORRENT

• El corrent elèctric surt del pol positiu del generador i va cap el pol negatiu. Aquest és l’ anomenat sentit convencional del corrent.

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.

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.

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.

• 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 funcionar.

CONNEXIÓ EN PARAL·LEL DE RECEPTORS

CURTCIRCUIT• El curtcircuit és un cas de circuit en paral·lel

en què un dels camins possibles del corrent elèctric no té cap receptor.

• Problemes del curtcircuit:El generador es descarrega ràpidament.Degut al pas massiu de corrent pel conductor,

aquest arriba a fondre’s.

Evitar sempre el curtcircuit en un circuit !!!

MÀGNITUDS ELÈCTRIQUES BÀSIQUES

MÀGNITUD ELÈCTRICA

UNITAT DE MESURA

Intensitat (I) Ampere (A)

Tensió o voltatge (V)

Volt (V)

Resistència (R) Ohm (Ω)

INTENSITAT

• Intensitat (I) és la quantitat de càrregues elèctriques que travessen un conductor per unitat de temps.

Es mesura en Ampers (A).

INTENSITAT

En el circuit hidràulic seria la quantitat d’aigua que cau.

TENSIÓ ELÈCTRICA

• La tensió elèctrica (V) és el treball necessari per desplaçar les càrregues elèctriques d’un terminal a l’altre del generador.

La tensió es mesura en volts (V).

EL TERMINAL (+) DE LA PILA TÉ MÉS TENSIÓ QUE EL (-). Si la tensió del (+) = a la tensió del (-) la pila està descarregada.

TENSIÓ ELÈCTRICA

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

RESISTÈNCIA

• La resistència ( R ) expressa la major o menor dificultat que presenta un conductor al pas del corrent elèctric.

La resistència depèn de la naturalesa del material i les seves dimensions.

La resistència en mesura en ohm (Ω).

RESISTÈNCIA

La resistència en el circuit hidràulic seria la la obstrucció de la canonada.

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.

LA LLEI D’OHMEl triangle permet calcular la intensitat , tensió i la resistència d’un circuit.

LLEI D’OHM- Problemes 1/2

Què resistència tè una làmpada quan apliquem una intensitat de 1 A i està connectada a una xarxa de 220 volts de tensió?

2201

220Avolts

I

VR

Dades IncognitaTensió = 220 volts Resistència?Intensitat = 1 A

Quina caiguda de tensió ocasionarà una resistència de 200 si li fem passar una intensitat de 0,1 A?.

Dades IncognitaResistència = 200 Tensió?Intensitat = 0,1 A

VAIRV 201,0.200.

LLEI D’OHM- Problemes 2/2

Què intensitat de corrent circula per una làmpada elèctrica de 400 Ω de resistència quan està connectada a una xarxa de 220 volts de tensió?

Dades IncognitaTensió = 220 volts Intensitat?Resistència = 400 Ω

AvoltsRV

I 55,0400220

La mateixa làmpada la connectem a 400 V de tensió.

Quina serà la intensitat que la travessarà?

AI 1

APLICACIONS DE L’ELECTRICITAT

LA LLUM (energia lluminosa):LA LLUM (energia lluminosa):• Quan el corrent elèctric passa per un filament, aquest s'escalfa i brilla.

Per evitar que el filament es creme s'envolta d'una butllofa de cristall que conté un gas inert que actua com a refrigerant.

APLICACIONS DE L’ELECTRICITAT

LA CALOR (energia CALORÍFICA):LA CALOR (energia CALORÍFICA):• Quan el corrent elèctric passa per un cable es produeix un escalfament del mateix.

PERILLS DE L’ELECTRICITAT

EFECTES DEL CORRENT ELÈCTRIC

El pas de corrent elèctric pel nostre cos pot produir cremades més o menys greus i alteració del sistema nerviós (mort per asfixia o parada cardíaca.

Depenen de: INTENSITAT DEL CORRENT DURACIÓ DEL CONTACTE

Tensió del conductorTensió del conductor Temps d’exposicióTemps d’exposició Estat del subjeteEstat del subjete

• Contactes directes: La persona està sotmesa a la tensió entre

dos parts actives d’una instal·lació.

Exemples: forat d’un endoll, cable sense aïllament,…

• Contactes indirectes: Es produeixen quan una persona toca una

carcassa metàl·lica sotmesa accidentalment a una tensió.

Exemples: carcassa d’una rentadora, suport d’un fanal.

TIPUS DE CONTACTES ELÈCTRICS:

Els accidents elèctrics són com els lladres: venen quan un no els espera.