Qué es la electricitat?

Transcripción

1

2 Qué es la electricitat? L'electricitat és una de les formes mes usades en el món actual. En les nostres cases, l'electricitat permet que funcionen les làmpares elèctriques, la televisió, la torradora i moltes altres coses. És molt difícil imaginar la nostra vida sense ella. Per a entendre què és l'electricitat hem de començar amb els àtoms. Els àtoms són xicotetes partícules, molt difícils de veure, i són els elements amb què està fet tot al nostre voltant.

3 Càrrega eléctrica Un àtom està compost per protons, electrons i neutrons. El centre d'un àtom s'anomena nucli i està compost per protons i neutrons. Al voltant del nucli viatgen els electrons (en la mateixa quantitat que els protons) a gran velocitat. Els protons i electrons tenen una propietat anomenada càrrega elèctrica, la dels protons és de signe positiu i la dels electrons és de signe negatiu i tenen el mateix valor. Els neutrons no tenen càrrega.

4 Càrrega elèctrica La majoria dels cossos són elèctricament neutres. Si tenen excés de càrrega + o significa que estan carregats elèctricament. S'anomena ió a l'àtom o grup d'àtoms carregats elèctricament. Si l'excés de càrrega és positiva (perd electrons) s'anomena ió positiu o catió. Si l'excés de càrrega és negativa (gana electrons) s'anomena ió negatiu o anió. Les partícules que tenen càrregues del mateix signe es repel lixen. Els protons i electrons s'atrauen entre si perquè tenen càrregues de distint signe.

5 Electricitat estàtica El Grec Tals de Milet (600 a.c) va ser el primer a descobrir l'electricitat estàtica: va observar que la pedra ambre tènia la propietat d'atraure objectes al ser fregada, per exemple amb una pell. Electricitat estàtica és l'excés de càrrega elèctrica que acumulen alguns materials, en general per fregament, per exemple: peces de roba, chapa dels cotxes, etc.

6 Conductors y aïllants Conductor: Materials que permeten el pas del corrent elèctric. Els metalls són els millors conductors: ferro, coure, alumini i metalls amb els seus aliatges (acer). Hi ha altres materials no metàl lics que també posseïxen la propietat de conduir l'electricitat, com el grafit o les dissolucions i solucions salines (per exemple, l'aigua de mar). Aïllants: Materials que impedixen el pas del corrent elèctric. Exemples: suro, fusta, plàstic.

7 El corrent elèctric És el pas de càrregues elèctriques a través d'un material conductor. Es produïx quan hi ha desequilibri de càrregues entre dos punts d'un conductor. El que circulen a través del conductor són els electrons. El sentit convencional de circulació del corrent elèctric és des del negatiu cap al positiu. Però la intensitat del corrent va en sentit contrari (positiu a negatiu) i és el que s'utilitza per a resoldre circuits.

8 Efectes del corrent elèctric. Efecte Calorífic: El corrent elèctric calfa els conductors. Planxes, estufes, cuines elèctriques. Efecte lluminós: A l'augmentar la temperatura, els materials emeten llum (incandescència). Peretes, làmpares halògenes, tubs fluorescents. Efecte magnètic: quan al voltant dels conductors que transporten els corrents elèctrics es produïxen camps magnètics. Així, quan s'acosta una agulla magnètica a un conductor que transporta corrent, s'observa que l'agulla es desvia bruscament de la seua posició. Este efecte s'aprofita per a produir moviment, per exemple en els motors elèctrics. Una altra aplicació és l'electroimant. Efecte químic: El corrent elèctric provoca reaccions químiques (electròlisi) quan travessa determinades substàncies. Bateria elèctrica o pila.

9 Circuits Elèctrics És un conjunt d'elements connectats entre si per mitjà de conductors pels que circula corrent elèctric. Perquè es produïsca la circulació elèctrica a través d'un material conductor es necessita el següent: Un dispositiu que subministre l'energia necessària per a produir el moviment dels electrons a través del circuit. Estos dispositius són generadors, piles o bateries. Un circuit tancat pel que puguen circular els electrons contínuament. Un receptor.

10 Components de un circuit elèctric. Generador: Produïx l'energia que hem de subministrar al circuit per a provocar el moviment d'electrons a través d'ell Tensió. Crea i manté la tensió perquè es produïsca el corrent elèctric. Piles o bateries Conductors: Material per on circula el corrent. Cables de coure o alumini Receptors: Reben l'energia elèctrica i la transformen en altres formes d'energia: calor, llum, moviment, so. Resistències elèctriques, peretes, motors i timbres. Elements de maniobra: Són elements que interrompen o dirigixen el pas del corrent elèctric. Polsadors, interruptors, commutador i claus d'encreuament (servix per a canviar el sentit del corrent) Elements de protecció: Elements per a protegir a les persones o al circuit de contactes elèctrics o sobrecàrregues (incendis). Fusibles i interruptors automàtics en quadro distribució de les vivendes.

11 Components elèctrics. LÀMPARES: Transformen energia elèctrica en energia lluminosa. Làmpares d'incandescència: Formades per una bambolla de vidre que té en el seu interior un fil d'aram molt fi cridat filament que es calfa al pas del corrent elèctric i emet llum i calor. Làmpares de descàrrega: Funcionen per luminiscència (és una forma de "llum freda" en la que l'emissió de llum és provocada en condicions de temperatura ambient o baixa). Formades per un tub de vidre que conté dos elèctrodes (és un conductor elèctric utilitzat per a fer contacte amb una part no metàl lica d'un circuit) i està farcit de gas (vapor de mercuri o sodi). Quan es produïx la descàrrega elèctrica, el gas desprén llum. Consumixen menys que les d'incandescència.

12 Components elèctrics. Làmpares de díodes o LED: Alguns materials tenen la propietat d'emetre llum, sense desprendre a penes calor, quan els travessa el corrent elèctric. Depenent del material emeten un color determinat. Són mes duradores, consumixen vint vegades menys que una pereta incandescent i duren anys, però hui en dia són molt cares.

13 Components elèctrics. ELECTROIMANT: És una bobina de cable enrotllat al voltant d'un material de ferro o un altre ferromagnético. Quan circula corrent a través d'ell, es comporta com un imant i quan es desconnecta el corrent, les seues propietats magnètiques desapareixen.

14 Components elèctrics MOTORS: Transformen energia elèctrica en energia mecànica. Els mas senzills estan formats per una bobina de fil conductor i uns imants. Quan circula corrent per la bobina, esta es comporta com un imant i a causa de les forces d'atraccion-repulsion que es generen fan que el motor gire.

15 Components elèctrics POLSADORS: És un component elèctric que només actua quan s'oprimix i deixa d'actuar quan se solta. Dos tipus: Contactes oberts: Deixa passar el corrent quan es polsa. Contactes tancats: Interromp el corrent quan se solta.

16 Components elèctrics. INTERRUPTORS: És un component elèctric la funció del qual és obrir o tancar el circuit. Dos tipus: Accionament manual: S'acciona manualment per a obrir o tancar el circuit. Accionament automàtic: Es col loquen en protecció de vivendes i desconnecten tot el circuit quan es produïx una derivació de corrent, per exemple, al tocar un cable pelat.

17 Components elèctrics. COMMUTADORS: És un component elèctric que relaciona dos circuits o dos branques diferents d'un circuit. Li arriben tres cables, u és comú i els altres dos permeten seleccionar l'un o l'altre circuit.

18 Components elèctrics. CLAUS D'ENCREUAMENT: És un interruptor de quatre contactes connectats dos a dos, de manera que, a l'accionar-ho, s'encreuen les connexions. Servixen per a canviar el sentit del corrent.

19 Magnitudes eléctricas básicas. Magnitud Unidad Definición Intensidad (I) Amperios (A) Número de electrones que atraviesa un conductor en un segundo Voltaje (V) Voltios (V) Diferencia de potencial entre dos puntos que origina el movimiento de los electrones. Resistencia (R) Ohmios (Ω) capacidad de un material de dificultar el paso de la corriente eléctrica

20 Llei d Ohm. La llei d'ohm relaciona la resistència elèctrica, intensitat de corrent i diferència de potencial de la manera següent: V = I. R V, diferència de potencial en volts, V I, Intensitat de corrent en Amperes, A R, Resistència elèctrica en ohms, Ω Podem deduir les expressions següents: R = V / I I = V / R Exemple: Que intensitat circularà per este circuit si la resistència és de 100 Ohms, i el voltatge de 25 V? I=V/R=25/100=0.25A=250mA

21 Triangle d Ohm És una regla mnemotècnica que ens ajuda a determinar la formula que haurem d'aplicar en cada cas. 21

22 Elements i símbols. 22

23 Circuits elèctrics 23

24 Connexions elèctriques ESQUEMA ELÈCTRIC: És una representació en paper de com s'han de connectar els elements d'un circuit. Dos tipus: 1.- CONNEXIÓ EN SÈRIE: En el circuit sèrie els elements es connecten uns a continuació d'altres. El corrent que recorre cada un dels elements és la mateixa. La tensió de la font, no és la mateixa sinó que es repartix entre els diferents elements i per tant no funcionen eficaçment. A més, si algun dels elements s'avaria, el corrent s'interromp i el circuit deixa de funcionar.

25 Connexions elèctriques 2.- CONNEXIÓ EN PARAL LEL: En el circuit paral lel tots els elements es connecten als terminals + i de la font de tensió. El corrent que proporciona la font no és la mateixa que la que circula pels diferents elements. La tensió que proporciona la font sobre cada element és la mateixa, per la qual cosa poden funcionar eficaçment. Si algun dels elements s'espatla no impedix el funcionament de la resta dels elements del circuit.

26 Connexions elèctriques Les dos formes de connexió es poden combinar per a formar circuits mixtos.

27 Comportament de la intensitat i el voltatge en un circuit. La intensitat es conserva en sèrie i es repartix en paral lel. a) Sèrie Rt=R1+R2 It=I1=I2=V/Rt V1=ItxR1 V2=ItxR2 b) Paral lel 1/Rt=1/R1+1/R2 It=I1+I2 I1=V/R1 I2=V/R2