I.E.S. PERE D’ESPLUGUES Departament de Tecnologia
L'ENERGIA ELÈCTRICA Definició i llei d'Ohm El circuit elèctric, components i connexions Generació de l'energia elèctrica i els seus efectes
Rafa Pastor i Fuster
TECNOLOGIA
1
|
E.S.O
L'energia elèctrica. Tema complet.
1r CURS
L'ENERGIA ELÈCTRICA El corrent elèctric El corrent elèctric està format per càrregues elèctriques (els electrons) quan circulen per un mitjà conductor i en un circuit tancat.
Les magnituds elèctriques bàsiques Una magnitud és tot allò que podem mesurar, per exemple: la longitud en metres, el temps en segons, la temperatura en graus, ... La tensió elèctrica (V), voltatge o diferència de potencial elèctric (d.d.p.) és la força que fa
●
que les càrregues elèctriques (electrons) circulen per un circuit elèctric. La unitat de tensió elèctric és el volt (V). L a intensitat del corrent elèctric (I) mesura la quantitat d'electrons que passen per un
●
conductor en una determinada unitat de temps. La unitat de intensitat elèctrica és l'amper (A) L a resistència elèctrica (R) ens mesura l'oposició d'alguns materials o elements
●
(resistències) al pas del corrent elèctric. La unitat de resistència és l'ohm (Ω)
2
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Exemple del símil hidràulic:
La llei d'Ohm Aquesta llei va rebre el seu nom en homenatge al seu descobridor, el físic alemany Georg Simon Ohm.
La intensitat (I) del corrent elèctric que circula per un fil conductor és directament proporcional a la tensió (V) entre els extrems del conductor. És a dir: ●
Si augmenta la tensió (V), augmenta la intensitat (I).
●
Si disminueix la tensió (V), disminueix la intensitat (I).
Al mateix temps, la intensitat (I) del corrent elèctric que circula per un fil conductor és inversament proporcional a la resistència (R) entre els extrems del conductor. La llei d'Ohm s'expressa:
3
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
equació en la qual R és la resistència del conductor.
Conductors i aïllants El materials conductors són aquells que permeten la circulació d'electrons al seu través, o siga, permeten circular el corrent elèctric amb facilitat. En general són bons conductors elèctrics: ●
Tots els metalls.
●
L'aigua.
Els materials aïllants són aquells que no permeten la circulació d'electrons al seu través. O siga, no permeten que circule el corrent elèctric. En general són aïllants elèctrics:
4
|
●
La fusta.
●
El plàstic.
●
La goma.
●
El vidre i els materials ceràmics.
●
L'aire.
L'energia elèctrica. Tema complet.
CIRCUITS ELÈCTRICS I CONNEXIONS SÈRIE-PARAL·LEL Circuit elèctric i símbols elèctrics La condició necessària per a que circulen els electrons es que troben un camí
tancat
o
circuit, a l e s h o r e s e l s electrons circularan des del punt de major potencial elèctric (major tensió) al de menor potencial elèctric (menor tensió), passant pels diferents components que ens podem trobar a un circuit elèctric (resistències, bombetes, interruptors, ...). Per evitar representar tots els components d'un circuit elèctric tal i com són a la realitat (seria molt difícil) podem utilitzar els seus corresponents símbols elèctrics.
5
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Components d'un circuit elèctric Generadors: són els elements d'un circuit elèctric encarregats de generar la tensió
●
necessària per fer circular els electrons pel circuit.
Receptors: són els elements d'un circuit elèctric que consumeixen i transformen l'energia
●
elèctrica que els arriba pel circuit.
6
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Elements de protecció: són els elements d'un circuit elèctric encarregats de protegir els diferents aparells o elements elèctrics front a pujades inesperades de tensió.
Elements conductors: són els elements d'un circuit elèctric encarregats de permetre els pas dels electrons al seu través i unir la resta de components del circuit.
Elements de maniobra: són els elements d'un circuit elèctric encarregats de permetre o impedir el pas del corrent elèctrics (electrons).
7
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Com podem fabricar els nostres propis elements de maniobra?
Els circuits elèctrics Un circuit elèctric ha de ser “tancat”, o siga, começa en un component, normalment la pila o bateria, i acaba en el mateix component, i en el camí no hi ha cap punt sense continuïtat.
8
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Connectem les bombetes en sèrie i en paral·lel
La connexió en paral·lel és més avantatjosa? Si connectem 5 bombetes en paral·lel lluiran igual que si en col·loquem una sola, però en el cas de les 5 bombetes col·locades en paral·lel, la pila o bateria s'esgotarà 5 vegades més apresa. Aquest fet és molt fàcil d'entendre si pensem en termes d'energia elèctrica, en el cas de les bombetes col·locades en paral·lel, la pila o bateria ha de generar 5 vegades més energia que en el cas de la bombeta col·locada sola.
9
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
COM ES GENERA L'ELECTRICITAT? Generació de l'energia elèctrica L'energia elèctrica que consumim cal generar-la en algun lloc i d'alguna forma. Hi han moltes formes de generar energia elèctrica. En aquest apartat veurem les següents: ●
Les piles i bateries.
●
Els pannells fotovoltàics.
●
Les dinamos.
Les piles
Les piles contenen “productes químics” que quan reaccionen generen electrons (energia elèctrica)
10
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Aprofitament de l'energia solar per generar energia elèctrica. Els panells fotovoltaics
La dinamo La dinamo és un mecanisme capaç de transformar el moviment (normalment de rotació) en energia elèctrica.
11
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
El generador de les centrals elèctriques
12
|
L'energia elèctrica. Tema complet.
Efectes del corrent elèctric
13
|
L'energia elèctrica. Tema complet.