El circuit elèctric

Iniciació de l'electricitat

1. EL CIRCUIT ELÈCTRIC

2. L’electricitat L'electricitat és una de les energies més importants i la més utilitzada en el nostre món (sobretot en els països desenvolupats) i això ho podem veure si pensem en tots els aparells i màquines que utilitzem. L'electricitat ha anat adquirint cada cop més importància perquè té molts avantatges i pocs inconvenients.

3. Avantatges i inconvenients de l’electricitat AVANTATGES * Fàcil de produir a partir d'altres fonts d'energia. * Fàcil i ràpida de transportar a grans distàncies. * Fàcil de transformar en altres energies : lluminosa, sonora, mecànica, tèrmica, magnètica, etc... * Còmode d'utilitzar. * La seva utilització no sol generar residus, ni fums, ni gaire soroll. INCONVENIENTS * Només es pot emmagatzemar en petites quantitats, com succeeix amb les piles, les bateries i els acumuladors. * La producció d'electricitat causa contaminació i residus quan es genera a partir de fonts d’energia no renovables (petroli, carbó...), en centrals tèrmiques, o fent servir material radioactiu a les centrals nuclears.

4. D’on ve aquesta energia? Aquesta energia prové de l’interior de la seva matèria: dels àtoms . Els àtoms són les partícules més petites d’un element que conserva les propietats del mateix. Aquests àtoms estan dividits en 3 partícules : Protó, neutró i electró. Quan els àtoms d’un cos guanyen electrons, diem que aquest cos ha adquirit càrrega elèctrica negativa. Per contra, si en perden, adquireixen càrrega elèctrica positiva.

5. El corrent elèctric El corrent elèctric és el desplaçament d’electrons a través d’un material conductor entre dos punts amb diferent càrrega elèctrica. La unitat de la intensitat del corrent elèctric és l’ ampere (A).

6. Corrent continua o corrent altern (I) Per fer anar tots els aparells i les màquines que funcionen amb electricitat , fem servir dos tipus de corrent elèctric : el corrent continu i el corrent altern . CORRENT CONTINU. El sentit del desplaçament dels electrons en el circuit és constant, no varia. El generen les piles, les bateries , els acumuladors ... El corrent continu se simbolitza amb la sigla CC, encara que també s’ utilitza la sigla DC, que correspon a l’ expressió anglesa direct current .

7. Corrent continua o corrent altern (II) CORRENT ALTERN: És un corrent ( moviment dels electrons ) que va variant el seu sentit contínuament . L’obtenim a través dels endolls i és el que usem habitualment fan servir aquest tipus de corrent . Se simbolitza amb la sigla   CA i també amb   AC, que és l’abreviatura anglesa d’ alternating current .

8. El circuit elèctric : Què és? Un    circuit elèctric és un conjunt d’ elements connectats entre si per on circula el corrent elèctric . GENERADOR : Que subministra energia al circuit creant la tensió o “força” necessària perquè els electrons vagin d’un pol a un altre ELEMENT DE CONTROL: Aparell de comandament que permet connectar i desconnectar el circuit. RECEPTOR : És l’aparell que ha de funcionar. CONDUCTOR : cable que permet que els electrons vagin d’un pol a l’altre.

9. Corrent continua o corrent altern (III) Per a saber-ne més :

10. El circuit elèctric : Què és? . A vegades, en circuits més complexos apareix un nou element que és l ’ ELEMENT DE PROTECCIÓ (fusibles o interruptor automàtic de protecció ) que té la missió de protegir la instal·lació i les persones davant de qualsevol anomalia.

11. La continuïtat del circuit elèctric . Perque un circuit elèctric funcioni s’han de donar les següents condicions : Tots els components han d’estar connectats correctament entre si. El camí per on circulen els electrons no ha de ser interromput. El circuit (camí tancat) ha de començar en un pol del generador o pila i acabar a l’altre. Òbviament, caldrà també que la pila tingui prou energia, el cable conductor no es trobi trencat i la bombeta no estigui feta malbé.

12. Conceptes bàsics d’electricitat (I) : INTENSITAT La INTENSITAT o CORRENT (I) és el flux d’electrons que van en la mateixa direcció, o sigui la quantitat d’electrons que circulen per segon. La seva unitat és l’Ampere (A).

13. Elements del circuit : Els GENERADORS . Els generadors són els elements responsables de subministrar l’energia elèctrica als circuits. La generen a partir de la transformació d’un altre tipus d’energia (química, solar, mecànica, etc .). Hi ha diferents tipus de generadors. A l’hora d’escollir-ne un per alimentar un circuit, hem de tenir en compte dos factors: el tipus de corrent que generen (continu o altern) i la tensió que subministren.

14. Conceptes bàsics d’electricitat (II) : TENSIÓ o VOLTATGE La TENSIÓ o VOLTATGE (V) és la força que és aplicada a un generador perquè alliberi electrons. La tensió és la diferència de càrregues entre el pol positiu i el pol negatiu. La seva unitat és el volt (V).

15. Elements del circuit : Els CONDUCTORS Els conductors tenen la funció de transportar l’electricitat del generador al receptor, i del receptor al generador, per tancar el circuit. Per tant, podem dir que els conductors són els camins físics pels quals circula el corrent elèctric i què físicament són el que anomenem fil elèctric o cable Des del punt de vista elèctric, podem distingir dos tipus de materials : Materials conductors. Deixen passar l’electricitat amb molta facilitat. Són molt utilitzats el coure i l’alumini, encara que, en general, tots els metalls són bons conductors . Materials aïllants. No deixen passar l’electricitat. En són exemples: els plàstics, la fusta, el vidre, la ceràmica o el paper.

16. Conceptes bàsics d’electricitat (III) : RESISTÈNCIA La RESISTÈNCIA (R) és la restricció al flux d’electrons a través d’un conductor. La seva unitat és el Ohm ( ) . El factors per fer que la resistència augmenti són : Tipus de material (materials aïllants més resistència que materials conductors) Longitud (més longitud, més resistència). Àrea (menys àrea, més resistència) Temperatura (més temperatura, més resistència)

17. Conceptes bàsics d’electricitat (III) : RESISTÈNCIA

18. Elements del circuit : Els RECEPTORS Els receptors són elements del circuit elèctric que tenen la finalitat de transformar l’energia elèctrica que reben en qualsevol altre tipus d’energia o treball que ens resulti útil: llum, calor, so, moviment, etc. Abans de connectar un receptor a un circuit elèctric, cal tenir molt en compte el tipus de corrent (continu o altern i si és continu la polaritat) i que la tensió o voltatge sigui l’adequada. Un altre factor a considerar és la   potència , que es mesura en  watt(W), que ens indicarà el nivell d’il·luminació d’una bombeta, el grau d’escalfor d’una estufa o la « força » que farà un motor.

19. Representació gràfica dels circuits Per facilitar-nos la feina , la representació de un circui t es fa a través de símbols. D’aquesta manera podrem fer un esquema elèctric del funcionament del nostre circuit.

20. Representació gràfica dels circuits : Simbologia .

21. Representació gràfica dels circuits : Exemple de circuits amb interruptors L’ interruptor és un aparell que té la funció d’obrir i tancar un circuit, i de mantenir-se en qualsevol dels dos estats possibles fins que es torni a accionar.

22. Representació gràfica dels circuits : Exemple de circuits amb polsadors Els polsadors fan la mateixa funció que un interruptor, tancar i obrir un circuit, però només executen la seva funció mentre estan accionats (estat de treball), i tornen automàticament a l’estat inicial quan es deixen de prémer (estat de repòs). POLSADOR NT (Normalment tancat) POLSADOR NO (Normalment obert)

23. N ormes de seguretat No manipulis ni intentis reparar aparells, cables o connexions sotmesos a tensió. És perillós tocar els circuits interiors d’alguns aparells, com monitors o rentadores, fins i tot quan estan desconnectats. A les tapes protectores dels circuits hi sol haver advertiments sobre aquest risc. Abans d’utilitzar qualsevol aparell elèctric, llegeix les instruccions del fabricant atentament i segueix-ne rigorosament les indicacions d’ús i de manteniment. No intentis connectar cap aparell a tensions superiors a les indicades pel fabricant. Abans de connectar res que hagis muntat, assegura’t que no hi hagi curtcircuits i que la tensió sigui la indicada. Fes-ho sempre sota la supervisió d’una persona adulta. No toquis mai cap part sense aïllament d’un aparell o conductor elèctric sotmès a tensió. No introdueixis objectes metàl·lics ni conductors en els forats dels endolls. No utilitzis aparells elèctrics amb les mans, el cos o els peus humits.