Resultats d'aprenentatge

En finalitzar aquesta unitat, l'alumne/a:

1. Realitza càlculs en circuits elèctrics de corrent continu, aplicant principis i conceptes bàsics d’electricitat.

• Identifica les característiques de conductors, aïllants i semiconductors, diferenciant el seu comportament.
• Identifica les principals magnituds elèctriques i utilitza correctament les seves unitats.
• Resol problemes sobre la llei d'Ohm i la variació de la resistència amb la temperatura.
• Calcula potències, energies i rendiments elèctrics.
• Reconeix els efectes químics i tèrmics de l’electricitat.
• Interpreta i realitza esquemes de circuits elèctrics, utilitzant simbologia normalitzada.
• Simplifica agrupacions sèrie - paral·lel de resistències.
• Realitza càlculs en circuits elèctrics de CC que inclou connexions sèrie i paral·lel o diverses malles.
• Realitza mesuraments de resistència, tensió i intensitat observant les normes de seguretat dels equips i les persones.
• Reconeix les propietats i la funció dels condensadors.
• Simplifica agrupacions sèrie -paral·lel de condensadors.
• Identifica les característiques, formes de connexió i simbologia d’aparells de mesura de resistència, tensió, intensitat.
• Identifica conductors d’una canalització elèctrica utilitzant la funció de comprovació de continuïtat del multímetre.
• Realitza les tasques que cal fer individualment amb autosuficiència i seguretat.

Mapa conceptual

Per veure el mapa conceptual ampliat descarregueu i descomprimiu el següent fitxer:

Material didàctic

• Conceptes generals de l'electricitat
• Teoria de circuits
• Condensadors i mesures elèctriques

Material imprimible

Resum

L'electricitat és una forma d'energia que es basa en la mobilitat dels electrons a dins d'un material.

Es pot generar aquesta energia de les maneres següents:

• Reacció química
• Pressió mecànica
• Llum
• Calor
• Acció magnètica

Els efectes de l'electricitat poden ser:

• Magnètics
• Mecànics
• Químics
• Lumínics
• Tèrmics

Segons el seu comportament envers l'electricitat, els materials poden ser:

• Aïllants
• Conductors
• Semiconductors

Quan s'estableix un moviment de càrregues elèctriques a dins d'un conductor, es diu que s'estableix un corrent elèctric. El corrent es mesura amb una magnitud que s'anomena intensitat de corrent i es designa amb la lletra I majúscula. El sentit positiu del corrent es considera que és el contrari del moviment dels electrons, que tenen càrrega negativa.

Si els dos extrems d'un conductor estan a potencials elèctrics (tensions, es designen amb la lletra V majúscula) diferents, s'hi estableix un corrent elèctric que intenta igualar la diferència de tensió entre els extrems. La forma de mantenir aquesta diferència de potencial és el que s'anomena força electromotriu (f. e. m.).

Un circuit elèctric és un camí tancat per al corrent elèctric en el qual hi pot haver diferents dispositius que el facin comportar-se d'una manera o una altra, segons les necessitats que en tinguem, i pot ser més o menys complex.

Les tensions elèctriques es mesuren en volts (V) i els corrents en amperes (A). La relació entre V i A s'anomena resistència (R) i es mesura en ohms (Ω). Aquesta relació és la llei d'Ohm:

Tots els materials, siguin de la categoria que siguin, presenten una certa resistència al pas del corrent elèctric: els conductors presenten una resistència molt baixa, i els aïllants, molt alta.

En general, s'assumeix que qualsevol dispositiu presenta a la sortida una resistència, i en el cas concret dels generadors aquesta resistència existeix i s'anomena resistència interna.

Les resistències dels circuits dissipen energia en forma de calor. Aquesta energia, calculada per unitat de temps s'anomena potència, i evidentment, varia en funció de la tensió que hi ha entre els terminals, la tensió que s'hi aplica i el corrent que hi passa.

El rendiment o eficiència d'un circuit o sistema és la relació que existeix entre la potència útil que lliura a la sortida i la potència que se li ha de lliurar a l'entrada per fer la seva funció.

Els resistors, als circuits, es poden col·locar de les maneres següents:

• En sèrie (travessats pel mateix corrent)
• En paral·lel (posats a la mateixa tensió)
• Combinació dels dos anteriors

A causa del teorema de conservació de l'energia, es poden derivar les lleis de Kirchhoff:

1. La suma dels corrents que entren en un node és igual a la suma dels corrents que en surten.
2. En una malla (camí tancat de corrent) la suma de totes les pujades de tensió és igual a la suma de totes les caigudes de tensió.

Els condensadors es basen en dos conductors (terminals), habitualment en forma de placa, separats per un material aïllant (dielèctric). Quan s'aplica una variació de tensió entre els seus terminals, es produeix un moviment de càrregues aparent entre les dues plaques del condensador, que és un dispositiu que emmagatzema càrrega elèctrica. La seva capacitat per fer-ho depèn de les dimensions i materials de què està fet, i s'anomena (valgui la redundància) capacitat.

Per fer mesures de diferents paràmetres en circuits i sistemes, s'ha de disposar del material adequat:

• Mesures de tensió: voltímetre
• Mesures de corrent: amperímetre
• Mesures de resistència: òhmetre
• Mesures de conduccions a terra: teluròmetre
• Mesures de capacitat: capacímetre

Evidentment, cada mesura s'ha de fer de la manera correcta, i cada aparell s'ha de connectar de la manera indicada pel fabricant perquè la mesura sigui fiable i correcta.

Més informació