TEMA 5CIRCUITS ELÈCTRICS

1. El corrent elèctric

Els materials es classifiquen en dos grups: aïllants i conductors.

Aïllants: No permeten la circulació de càrregues elèctriques a través seu. Exemple: plàstic, vidre.

Conductors: Permeten que les càrregues es desplacin amb facilitat. Exemple: els metalls.

2. Operadors elèctrics

Generadors: S’encarreguen de produir energia elèctrica a partir d’altres formes d’energia. Els més coneguts són les piles i les dinamos.

Conductors: Elements que deixen passar el corrent elèctric i uneixen entre si altres operadors. S’utilitzen els fils i els cables formats per coure al seu interior i protegits per una coberta de plàstic.

2. Operadors elèctrics

Receptors: Reben l’energia elèctrica i la transformen en altres formes d’energia. Exemple: làmpades d’incandescència, motors elèctrics.

Elements de control: Permeten manipular de forma voluntària el pas del corrent elèctric a través del circuit. Els més utilitzats són: els interruptors, els polsadors i els commutadors

Circuits elèctrics

• Voltatge: energia amb la qual s’impulsen els electrons a través del circuit. Exemples: piles, carregador del mòbil...

o Unitat de mesura: volt, V• Resistència elèctrica: és la dificultat al pas de corrent que

ofereixen alguns materials. o Unitat de mesura: Ohm, Ω

• Intensitat: és la quantitat de càrregues elèctriques que circulen per un conductor en un determinat moment, o sigui, el cabal de càrregues.

o Unitat de mesura: Ampere, A

MAGNITUDS ELÈCTRIQUES FONAMENTALS

Circuits elèctrics

Llei d’Ohm:

1. Quan connectem una bombeta de resistència 25 Ω a un endoll de 220 V, quina intensitat hi passa?

2. Si la resistència d’una estufa és de 55 Ω i la intensitat que hi passa és de 4 A, a quin voltatge està connectat el circuit?

3. Si el forn elèctric de casa consumeix 12 A quan està connectat a un voltatge de 240 V, quina resistència elèctrica té el forn?

4. Quina resistència té la planxa dels cabells si sabem que quan la connectem a un endoll de 230 V la intensitat que consumeix és de 10 A.

5. Quin voltatge necessitem per activar una màquina que treballa a 4 A i té una resistència associada de 60 Ω.

6. Quina intensitat tindrem en un circuit d’aire condicionat amb una resistència de 30 Ω quan el connectem a un voltatge de 220 V?

Circuits elèctrics

1. Quan connectem un microones de resistència 30 Ω a un endoll de 230 V, quina intensitat hi passa?

2. Si la resistència d’un forn elèctric és de 75 Ω i la intensitat que hi passa és de 3 A, a quin voltatge està connectat el circuit?

3. Si la nevera de casa consumeix 13 A quan està connectat a un voltatge de 240 V, quina resistència elèctrica té la nevera?

4. Quina resistència té la planxa si sabem que quan la connectem a un endoll de 240 V la intensitat que consumeix és de 15 A.

5. Quin voltatge necessitem per activar un motor elèctric a 3 A i té una resistència associada de 70 Ω.

6. Quina intensitat tindrem en un ventilador amb una resistència de 33 Ω quan el connectem a un voltatge de 225 V?

7. Quin aparell d’aquests dos té una resistència més alta:• Un calefactor connectat a 220 V i amb una intensitat de treball de 12 A.• Una planxa amb una intensitat nominal de 8 A, connectat a 220 V.

Circuits elèctricsMAGNITUDS ELÈCTRIQUES FONAMENTALS

• Potència: és la capacitat que té un receptor de realitzar la seva funció més intensament i/o amb més rapidesa.

o Unitat de mesura: watts, W

Una estufa elèctrica escalfarà més ràpidament una habitació com més gran sigui la seva potència. Una bombeta farà més o menys llum segons la potència que tingui.

P = V·I

Circuits elèctrics

1. Calcula la potència d’una estufa que, connectada a una tensió de 220 V, és travessat per un corrent de 10 A d’intensitat.

2. Què escalfarà més ràpid una habitació, una estufa de 1000 W o una de 1500 W? Raona la resposta.

3. Calcula la potència d’una làmpada que connectada a una pila de 4,5 V, consumeix un total de 0,2 A.

4. Calcula la intensitat que ciruclarà per un receptor que té una resistència de 9 Ω si el connectem a una tensió de 4,5 V.

5. Calcula la resistència d’un receptor que es travessat per un corrent de 5 A quan està connectat a 220 V.

6. Calcula la tensió a que està connectada una làmpada que té una resistència de 625 Ω i consumeix 0,2 A.

Circuits elèctricsTipus de corrent elèctric

Segons el tipus de moviment dels electrons distingim dos tipus de corrent:

Corrent continu (CC): els electrons es mouen sempre en el mateix sentit, des del pol negatiu al pol positiu. És el tipus de corrent que s’obté quan s’utilitzen piles, dinamos,...

Corrent altern (CA): els electrons oscil·len alternativament en un sentit i en l’altre sentit segons que canviï la polaritat del generador, el positiu ho és durant un instant i després passa a negatiu. Es el cas d’un endoll de casa.

Circuits elèctricsEfectes tèrmics del corrent elèctric

Degut a la circulació del corrent elèctric pel circuit es desprèn calor. Aquest fenomen es coneix com efecte Joule. Depèn de tres factors, de la intensitat, de la resistència i del temps de funcionament.

El curtcircuit

És un accident que es dóna en una instal·lació elèctrica com a conseqüència de la falta de resistència, provoca una pujada brusca de la intensitat, causant una elevació de la temperatura que pot arribar a cremar la instal·lació.

Circuits elèctrics

Els fusibles

Operador de protecció, la missió del qual és obrir el circuit quan s’hi produeix una sobrecàrrega.

Durant un curtcircuit la temperatura augmenta podent malmetre els components del circuit. El fusible està compost per un filament molt fi, té el punt de fusió baix. Aquest es fondrà abans deixant el circuit obert, evitant que continuï augmentant la temperatura.

Circuits elèctrics

Els fusibles

Circuits elèctrics

Circuits elèctrics1. Què es pot fer en un circuit per disminuir la intensitat sense

modificar el voltatge d’alimentació? Raona la resposta.2. En els següents circuits determina quins hi ha curtcircuit i en

quins no. Raona la resposta.

3. Dos cables de coure de 5 mm de diàmetre i 100 m de longitud i l’altre de 20 mm de diàmetre i 30 m de longitud. Quin d’ells tindrà més resistència elèctrica?

4. Calcula la intensitat que passarà per un receptor de 55 Ω de resistència si apliquem 220 V als seus extrems.