UNITAT 4

CIRCUITS DE CORRENT CONTINU

TECNOLOGIA INDUSTRIAL1 BATXILLERAT

CONTINU

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

Estat d’equilibri: nombre d’electrons = nombre de protons. 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.

Classes del corrent elèctric

Corrent continu (CC): flux d’electrons constant que no canvia de sentit. Corrent altern (CA): flux d'electrons variable que canvia constantment de sentit. 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

Centrals

El circuit elèctric és un conjunt d’elements actius (que proporcionen 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.

Tipus de sistemes elèctrics

Sistemes de potència. Sistemes de control. Sistemes de comunicació. 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: JQuilowatt hora: kW · h

1 kW h = 3.600.000 J

Potència elèctrica: P

Watt: W

Llei d’Ohm

Llei d’Ohm generalitzada en un circuit amb forces e lectromotrius i receptors exclusivament resistius

Comportaments dels receptors en un circuit de CC

Llei d’Ohm generalitzada en un circuit amb forces e lectromotrius i forces contraelectromotrius

Circuits en paral·lel

Connexió de receptors (I)

Circuits en sèrie

Circuits amb nresistències en paral·lel

Circuits amb dues resistències en paral·lel

Circuits mixtos

Connexió de receptors (II)

Connexió de receptors (III)

Característiques dels circuits en sèrie

La resistència total o equivalent és igual a la suma de les resistències parcials. Circula la mateixa intensitat per tot el circuit. La suma de les tensions parcials és igual a la tensió total.

Característiques dels circuits en paral·lel

La resistència total o equivalent és sempre menor que la resistència parcial més petita. La intensitat total del circuit és igual a la suma de les intensitats parcials. En totes les resistències hi ha la igual a la tensió total.

La potència total és igual a la suma de les potències parcials.

En totes les resistències hi ha la mateixa tensió. Els corrents estan en relació inversa a les resistències corresponents. La potència total és igual a la suma de les potències parcials.

Connexió en sèrie

Connexió de generadors

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.

Tipus de resistències

Resistència fixa:

Resistència variable:

Resistència dependent: 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 c orrents.

La suma algebraica dels corrents que arriben a un nus és igual a la suma algebraica dels corrents que surten del nus.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 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’assignadaper 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.una sobreintensitat.

Per evitar la sobreintensitat

Fusibles

Interruptors magnetotèrmics.

Classe g. Classe a. Fusibles G o fusibles miniatura.