Pila elèctrica
PILA I POTENCIAL ELÈCTRIC.
Més endavant, aprofundirem una mica en el potencial elèctric. Avui només us el presentem; és una magnitud, una propietat elèctrica que es pot mesurar. Es mesura en VOLTS.
Cada punt d'un circuit té un valor en VOLTS. Serà important conèixer la diferència entre els VOLTS d'un punt, i els VOLTS d'un altre punt. Aquesta diferència s'anomena Diferència de Potencial, i és important per conèixer en quina direcció es mou el corrent elèctric en un circuit de corrent continu.
Les piles es dibuixen en els esquemes amb aquest símbol:
T'atreveixes a dir quants volts té el potencial del costat dret d'aquesta pila?
RESISTÈNCIA ELÈCTRICA.
És la magnitud que ens informa de la dificultat que ofereix un material al pas del corrent elèctric. Com més alta sigui la resistència d'un material, més difícil serà que circulin les càrregues elèctriques per aquest material; i per tant, més petit serà el corrent elèctric, perquè hi circularan menys Coulombs cada segon.
La resistència elèctrica es mesura en Ohms
Existeixen uns components dels circuits, que s'anomenen resistències, que serveixen per a frenar el pas del corrent elèctric per un cable.
Les resistències s'acostumen a dibuixar com un rectangle, o bé també amb línies diagonals, tal com pots veure en el següent dibuix:
IDEA INICIAL DE CIRCUIT ELÈCTRIC
Des que hem començat a estudiar l'electricitat, ha sortit sovint, en diversos exercicis, i en algunes explicacions, el concepte de circuit elèctric; però mai no ens hem aturat a pensar en profunditat què és un circuit elèctric, o bé com podem explicar què és un circuit elèctric.
Quan tenim una pila, una bateria o una font de tensió, tenim una diferència de potencial; és a dir, un dels costats de la pila té més potencial que l'altre.
Quan construïm un circuit elèctric el que fem és posar en contacte els dos costats de la bateria (o pila); el que té més potencial amb el que en té menys, mitjançant un cable i diversos elements que s'interposen entre els dos costats de la pila.
El circuit elèctric, per tant, és com el camí per on es mouen els electrons, travessant els diferents elements, màquines incloses, a les quals fan funcionar. Les càrregues elèctriques, quan es mouen i passen a través dels diferents elements del circuit, els fan funcionar.
Als esquemes elèctrics, es fan servir símbols per dibuixar els diferents components:
INTENSITAT DEL CORRENT ELÈCTRIC
Tal com hem estat dient, el moviment dels electrons per un cable és el CORRENT ELÈCTRIC.
Per mesurar el corrent elèctric, si és més gros o si és més petit, fem servir una magnitud que es diu INTENSITAT del CORRENT ELÈCTRIC i que sovint escrivim amb una i majúscula: I
La intensitat del corrent elèctric es mesura en Ampers. La intensitat ens dóna una idea de com es mouen les carregues elèctriques per un cable, amb quina velocitat i en quin sentit i direcció. Com més ampers, més de pressa es mouen les càrregues elèctriques.
Avui només us la presentem, d'aquí uns dies us explicarem més coses d'ella.
Ara anem a parlar del sentit en el qual es mouen les càrregues al llarg del cable depenent del valor del potencial elèctric. Per fer-ho, primer veurem aquest vídeo. I després el professor t'explicarà la diferència entre el sentit real (el que de debò existeix) de moviment dels electrons pel cable, i el sentit CONVENCIONAL, que és el que ens imaginarem que existeix a partir d'ara, tot i que no és del tot real. Sembla una mica complex, però quan el professor t'ho expliqui ho entendràs millor. Anem a veure el vídeo:
A partir d'ara direm sempre que el corrent elèctric és el moviment de les càrregues positives des del costat + de la pila, cap el costat - de la pila; és a dir de punts de potencial més gran (més volts) cap a punts de potencial més baix (menys volts). Aquest corrent és el corrent convencional.
La intensitat del corrent elèctric, en el corrent continu, sempre es mou des de punts de potencial més alt, cap a punts de potencial més baix. És a dir, des de punts de més volts, cap a punts de menys volts.
T'atreveixes a dir en quin sentit es mourà la Intensitat de corrent elèctric en el següent circuit?
Mirem aquest vídeo sobre la invenció de la bombeta:
Tornant a mirar la fotografia de més amunt, el piano elèctric és un RECEPTOR, ja que absorbeix l'energia que du el corrent elèctric que el travessa, i la converteix en altres formes d'energia (so, llum, calor).
En negre teniu un interruptor que és un ELEMENT DE COMANDAMENT o CONTROLADOR. Els aparells de comandament o controladors permeten controlar el funcionament del circuit elèctric (deixar que passi el corrent o impedir-ho, desviar el corrent per una o altre branca, etc.). El component que veieu a la branca superior del circuit és un fusible i pertany al grup dels ELEMENTS DE PROTECCIÓ, que són els components que serveixen per protegir els receptors de una possible pujada d'intensitat de corren.
La pila, com ja saps, és un exemple de GENERADOR; té la missió de proporcionar una diferència de potencial que permeti l'existència d'una intensitat de corrent I que viatgi del punt de més potencial cap el punt de menys potencial.
En blau, teniu el cable elèctric, que és un CONDUCTOR, i que serveix perquè les càrregues elèctriques es puguin moure i arribar d'un element a l'altre. Per tal que circuli corrent, cal que el circuit estigui tancat; és a dir, que comenci en un punt de potencial alt, i acabi en un punt de potencial més baix (en el cas de l'esquema superior, aquest potencial més baix és l'altre costat de la pila).
La pila, com ja saps, és un exemple de GENERADOR; té la missió de proporcionar una diferència de potencial que permeti l'existència d'una intensitat de corrent I que viatgi del punt de més potencial cap el punt de menys potencial.
En blau, teniu el cable elèctric, que és un CONDUCTOR, i que serveix perquè les càrregues elèctriques es puguin moure i arribar d'un element a l'altre. Per tal que circuli corrent, cal que el circuit estigui tancat; és a dir, que comenci en un punt de potencial alt, i acabi en un punt de potencial més baix (en el cas de l'esquema superior, aquest potencial més baix és l'altre costat de la pila).
RESUMINT
En un circuit elèctric, hi podem trobar cinc tipus diferents de components:
CONDUCTORS: Són els cables elèctrics, i n'hi ha de moltes menes. Són fils metàl·lics envoltats d'un material aïllant. El metall de què estan fets pot ser coure, alumini, aliatges de coure, aliatges d'alumini. En alguns casos es pot fer servir or o argent, però no és habitual a causa del seu preu. Els materials aïllants que envolten el fil metàl·lic poden ser de goma, de plàstic, de resines sintètiques o naturals, i en alguns casos de material tèxtil.
De vegades, alguns cables estan ficats dins d'una coberta de plàstic que els embolcalla tots, formant com una mena de cable de cables. Segons el nombre de cables aïllats que tingui aquest "cable de cables" serà anomenat "unipolar", "bipolar", "tripolar", "quatripolar", "pentapolar", o "multipolar" si el cable té més de 5 cables dins d'ell. Per exemple, el següent cable és multipolar, perquè té sis cables dins d'ell.
RECEPTORS: els receptors són uns elements muntats i connectats entre sí (i amb els generadors) mitjançant cables conductors. Els receptors, quan són travessats pel corrent elèctric, absorbeixen energia i la transformen en un treball útil. Són totes les màquines, aparells, etc. que funcionen amb energia elèctrica.
GENERADORS: són els components que proporcionen una diferència de potencial, gràcies a la qual es generarà un corrent electric positiu des dels punts de potencial més alt, cap als punts de potencial més baix. Com a exemples de generadors tenim les piles elèctriques, les bateries (que són un munt de piles associades entre sí i que es poden recarregar), les plaques solars fotovoltàiques, les dinamos i els alternadors (que estudiarem més endavant).
ELEMENTS DE PROTECCIÓ: són els components que protegeixen la resta de components del circuit i la seguretat de les persones, ja que poden evitar accidents. Com a exemple d'elements de protecció tenim el fusible, que és com una petita bombeta amb un fil conductor molt prim que es fon de seguida que la intensitat de corrent puja més del compte. D'aquesta manera si la I puja, el fil del fusible es fon i la I es talla sense poder arribar al receptor del darrere (el qual es podria cremar si li arribés una I excessiva). Els interruptors magnetotèrmics o automàtics obren el circuit de manera automàtica impedint la circulació de la I quan detecten o bé un curtcircuit o bé una sobrecàrrega (massa receptors connectats en un habitatge). Es fan servir en els circuits de corrent altern (que estudiarem d'aquí a poc). Estan situats al quadre de comandament que hi ha a l'entrada de les cases.
L'interruptor diferencial: la seva missió és trobar fuites de corrent. Per aconseguir-ho mesura el corrent d'anada i el de tornada, i els compara. Si la diferència és massa alta, es dispara i el circuit queda obert, impedint la circulació de la intensitat de corrent I. Funciona en circuits de corrent altern i també està al quadre de comandament de l'entrada dels habitatges.
ELEMENTS DE COMANDAMENT O CONTROLADORS: com ja hem dit, serveixen per a decidir si per un circuit hi ha de circular corrent o no, i per decidir per quina branca ha de circular exactament el corrent. Hi ha molts exemples de controladors; interruptors, commutadors, polsadors. Les pràctiques que realitzarem en aquesta unitat ens ajudaran a comprendre com són, i com funcionen cadascun d'aquests elements controladors.
Ara convé explicar què és el que passa quan parlem de CURTCIRCUIT.
En corrent continu, tenim un curtcircuit quan posem en contacte directe, mitjançant un cable o qualsevol altre material conductor, els dos costats d'una pila o bateria. Quan diem contacte directe, ens referim a que en aquest cable o material conductor que uneix els dos costats de la pila no hi ha cap resistència ni receptor connectats.
A la imatge superior, si posem en contacte, mitjançant un cable, els dos costats de la pila, tenim un curtcircuit. La intensitat que circula pel cable creixerà moltíssim, la pila començarà a descarregar-se vertiginosament i a escalfar-se de manera molt perillosa. Els curtcircuits són una de les principals causes d'accidents elèctrics i d'incendis en edificis, cal evitar-los de totes totes. El mateix efecte que fa el cable damunt la pila el podria produir un bassal d'aigua, unes claus, monedes, o qualsevol material conductor.
Quan estudiarem el corrent altern, explicaren el curtcircuit en corrent altern, que també consisteix a posar en contacte directe mitjançant un conductor (i sense cap resistència o receptor entremig) dos punts de diferent potencial.
Al següent vídeo pots veure alguns accidents elèctrics a on hi havia curtcircuits:
ACTIVITATS
Observa el següent circuit i respon a les qüestions explicant el per què.
1.- Dibuixa els diferents símbols que apareixen al dibuix del circuit i escriu el seu nom
2.- Què passarà si tanquem el interruptor A i el B el deixem obert?
3.- Què passarà si deixem obert l'interruptor A i tanquem el B?
4.- Què passarà si els tanquem tots dos?
5.- Què passa si tant l'A com el B es queden oberts?
.
.
No hay comentarios:
Publicar un comentario