Continuació Tema 5

Efectes del corrent elèctric Màquines electromagnètiques

UNITAT 5 (2ªpart): CIRCUITS I MOTORS ELÈCTRICS

Cristina Rodon BalmañaDepartament de Tecnologia

1/15

5. Efectes del corrent elèctricEn un circuit no podem veure el pas del corrent elèctric, però el podem

detectar per la presència dels seus efectes tèrmics, lluminosos, magnètics,

acústics, dinàmics, etc.

5.1. Efectes tèrmics: L’efecte Joule

• Els aparells elèctrics quan fa estona que funcionen s’escalfen.

• En els circuits elèctrics el pas del corrent sempre provoca un

despreniment de calor. Com més Intensitat i més temps encesos més

s’escalfen. Això és degut al xoc dels electrons amb els àtoms del material

conductor.

• Molts aparells elèctrics es fonamenten en l’efecte Joule: estufes,

torradores de pa, forns elèctrics, etc. La seva funció és transformar

l’energia elèctrica en calor. Dues aplicacions particulars de l’efecte Joule

són les làmpades d’incandescència i els fusibles.

Efectes del corrent elèctric




2/15

5. Efectes del corrent elèctric5.1.1. Làmpades d’incandescència•L’enllumenat artificial amb corrent elèctric s’inicia a partir

de l’any 1879, amb Thomas Alva Edison (amb filament de

carbó)

•Actualment, les làmpades incandescents consten d’una

ampolla de vidre d’alta puresa dins de la qual hi ha un

filament de tungstè (també conegut amb el nom de wolframi),

que és un metall amb un punt de fusió elevat (3400 ºC) i una alta

resistència elèctrica.

•En passar-hi el corrent elèctric, el filament s’escalfa fins a

temperatures d’entre 2000 i 3000 ºC, i es produeix el

fenomen de la incandescència, segons el qual el filament

emet radiacions lluminoses intenses com a conseqüència de

l’alta temperatura a què es troba.


Vídeo




3/15

5. Efectes del corrent elèctric

5.1.2. El curtcircuit•El curtcircuit es produeix quan el corrent elèctric va d’un pol del

generador a l’altre sense passar per cap receptor.

•Per tant, si no n’hi ha cap receptor, el corrent elèctric no troba a

penes resistència i circula amb molta facilitat, fet que comporta

un gran despreniment d’energia calorífica que pot arribar a

cremar tot el circuit.

•Per això, els curtcircuits poden provocar incendis i malmetre

aparells i instal·lacions.Un curtcircuit, per tant, és un accident que es produeix en un circuit elèctric quan el corrent elèctric va d’un pol a

l’altre del generador sense passar per cap receptor, fet

que provoca un gran despreniment d’escalfor que pot

resultar perillós.





4/15

5. Efectes del corrent elèctric5.1.3.Els fusibles

• Per evitar els efectes destructius dels curtcircuits, s’utilitzen els fusibles.

• Els fusibles són els elements de protecció més antics utilitzats en els circuits

elèctrics.

• Es fonamenten en l’efecte Joule. Construïts amb un material conductor de baix

punt de fusió, es col·loquen a l’inici de la instal·lació i al costat de l’aparell o circuit

que es vol protegir; si es produeix un curtcircuit, els fusibles detecten

l’augment de temperatura i es fonen, de manera que el circuit queda obert,

cessa el corrent i s’eviten altres conseqüències.

• Els fusibles van col·locats en el portafusibles que conté els terminals de

connexió. Normalment s’hi marca la intensitat màxima que són capaços de

suportar de manera permanent.





5/15

Un dels efectes més importants del corrent elèctric és el magnetisme que provoca. Es pot

comprovar pràcticament que el pas del corrent elèctric per un conductor genera un camp

magnètic que té les mateixes propietats que el camp magnètic dels imants naturals.

Durant molts segles el fenomen del magnetisme va servir per fer experiències curioses,

però sense cap mena d’aplicació pràctica. Fins al principi del segle XIX, primer amb

l’experiment d’Oersted i anys més tard amb el de Michael Faraday, no es va fer evident la relació entre l’electricitat i el magnetisme, l’anomenat electromagnetisme

L’electromagnetisme és la ciència que estudia la relació entre el corrent elèctric i els camps magnètics.

5.2.1. L’electromagnetisme


5. Efectes del corrent elèctric5.2. Efectes magnètics




6/15

Sabem que tot conductor recorregut per un corrent elèctric crea un camp magnètic. Aquest camp és el que va fer moure la brúixola en l’experiment d’Oersted, en interaccionar els dos camps magnètics, tal com succeeix en acostar dos imants.

+

�

G

En circular un corrent elèctric per un conductor,es crea un camp magnètic de forma circular al

seu voltant que es va afeblint a mesura que ens n’allunyem; per tant, les línies de força que el

representen formen cercles concèntrics cada vegada més separats.


5.2.1. L’electromagnetisme

Vídeo




7/15

•Si enrotllem un conductor elèctric formant una volta o espira al costat d’una altra, haurem construït una bobina. En connectar els seus extrems a una pila, els camps magnètics creats per cada espira se sumen a l’interior de la bobina. •Si s’inverteix la polaritat de l’alimentació, els pols canvien de posició.

N S S N


5.2.1.1. La bobina

Les bobines es fan amb fil de bobinar, fil de coure d’un sol conductor recobert per una fina capa de vernís (esmaltat) que actua d’aïllant i que permet reduir les dimensions de les

bobines, que solen tenir moltes voltes o espires.




8/15

Si a l’interior de la bobina hi col·loquem un nucli de ferro, en fer circular el corrent elèctric per la bobina quedarà magnetitzat, i el camp magnètic es farà molt més intens que sense nucli, en

concentrar-se en el nucli el camp creat per la bobina. Haurem construït un electroimant.

El camp magnètic creat per la bobina es reforça considerablement en col·locar-hi un nucli de

material ferromagnètic.

S N

Un electroimant és un imant artificial temporal, ja que només actua com a imant quan hi circula el corrent

elèctric. Està format per una bobina de coure i un nucli de ferro.


5.2.1.2. L’electroimant




9/15

S N


5.2.1.2. L’electroimant

•Com hem vist, a diferència dels imants permanents, els electroimants es poden governar

tancant o obrint el circuit d’alimentació (El nucli es construeix de ferro dolç, un acer que,

pràcticament, perd tot el magnetisme quan no circula corrent per la bobina).

• A més, es poden obtenir camps magnètics molt intensos a base de construir bobines amb

moltes voltes o espires i fent-hi circular corrents elevats.

•Els electroimants són una de les grans aplicacions de l’electromagnetisme; s’utilitzen en

multitud d’aparells i màquines: timbres, relés, panys dels porters automàtics, frens

elèctrics de camions i autocars, grues per aixecar ferralla; és a dir, qualsevol aparell que

necessiti un camp magnètic intens i governable.




10/15

Les màquines electromagnètiques més importants són els generadors i els motors.

Un generador electromagnètic és una màquina motriu que transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.

Els generadors electromagnètics es basen en el fenomen conegut com a induccióelectromagnètica.

La inducció electromagnètica és el fenomen pel qual, en moure un imant dins d’una bobina de fil conductor o a

l’inrevés, es genera (indueix) un corrent elèctric a la bobina.

mA mA

6. Màquines electromagnètiques

Màquines electromagnètiques

6.1. Generadors electromagnètics

Vídeo




11/15

Els generadors electromagnètics consten bàsicament de dues parts:

una fixa, l’estator, i una altra de giratòria, el rotor.

Bobines (induïr)

Pols magnètic (inductor)

Lamel.les

Escombretes

Circuir exterior

Col.lector

Estator

Rotor

+ �






12/15

Hi ha dues classes de generadors electromagnètics:



• Els alternadors: Els alternadors generen un corrent

altern (CA), i s’utilitzen a les

centrals elèctriques

• Les dinamos: Les dinamos generen un corrent continu

(CC)




13/15

Un motor elèctric és una màquina motriu que transforma l’energia elèctrica en energia mecànica.


6.2. Motors elèctrics




14/15

Parts constitutives dels motors

Bobines

Pols magnètic

Lamel.les

Escombretes

Circuir d�alimentació

Col.lector

Estator

Rotor

+ �






15/15

Els motors elèctrics es basen en el següent fenomen:

+

�

Escombretes

Circuitalimentacióexterior

Lamel.les

Espira

N

S

M M



Funcionament dels motors

Vídeo

Continuació Tema 5

Technology

Transcript of Continuació Tema 5