ELECTRICITATndex1Partcules constituents de la matria...................................................................................................2

1.1L'tom.........................................................................................................................................21.2La crrega elctrica.....................................................................................................................2

2El corrent elctric...............................................................................................................................33El circuit elctric.................................................................................................................................3

3.1Elements generadors...................................................................................................................43.2Elements receptors......................................................................................................................43.3Elements conductors...................................................................................................................53.4Elements de control o de maniobra.............................................................................................5

4Esquema elctric. Simbologia............................................................................................................65Interpretaci d'esquemes elctrics......................................................................................................8

5.1Curtcircuit...................................................................................................................................95.2Associaci d'elements en srie....................................................................................................95.3Associaci d'elements en parallel..............................................................................................9

6Magnituds elctriques bsiques........................................................................................................116.1Tensi........................................................................................................................................116.2Intensitat....................................................................................................................................116.3La resistncia............................................................................................................................116.4Llei d'Ohm................................................................................................................................12

Aquesta obra est subjecta a una llicncia de Reconeixement-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional de CreativeCommons.

Text original: CAMBLOR, Santiago. Corriente Elctrica [en lnia]. ApuntesMareaVerde [consultat: 9 mar 2015]. Disponible a Internet: http://apuntesmareaverde.org.es/grupos/tec/1eso/electricidad.odt

Traducci i adaptaci: Tfol Nebot

Materials d's tcnic. 1 Tecnologies 1r ESO

1 Partcules constituents de la matria

1.1 L'tomCom saps de cursos anteriors (coneixement del medi),la matria est constituda per unes partculesmicroscpiques anomenades toms. Aquests tomsestan constituts per unes partcules encara msmenudes de tres classes diferents: Els protons, elselectrons i els neutrons. Actualment, es conixen msd'un centenar de tipus d'toms. Cada tipus s unelement qumic. Cada element qumic es diferenciadels altres per les seues propietats, per sobre tot, perla quantitat de protons que t.

Les partcules de cada tom estan repartides de lasegent forma: A l'interior, i molt junts entre s, estanels protons i els neutrons, els quals formen el ques'anomena nucli. Al voltant del nucli es mouen elselectrons, els quals formen el que s'anomena escoraatmica o nvols d'electrons.

Les partcules de l'tom se solen representar mitjanant esferes que formen una pilotacentral (nucli) al voltant de la qual, giren els electrons (escora).

1.2 La crrega elctricaLa crrega elctrica s una caracterstica de les partcules de l'tom. Existeixen dos tipusde crrega: La crrega positiva i la crrega negativa. La crrega elctrica fa que esprodusquen forces d'atracci o repulsi entre les partcules. Les partcules amb lamateixa crrega es repellixen. Les partcules amb diferent crrega s'atrauen. Aquestesforces fan que les partcules estiguen fortament lligades als toms, excepte en algunescircumstncies.

Si ens fixem en les partcules de l'tom, s sabut que els protons tenen crrega positiva;els electrons tenen crrega negativa; i els neutrons no tenen crrega. Tots els toms solentindre un equilibri de crregues, es a dir, el mateix nombre de crregues positives quenegatives. Els toms d'alguns elements, com els metalls, tenen la capacitat de perdrefcilment alguns electrons, a canvi de guanyar els electrons dels toms del costat. s elque es coneix amb el nom de desplaament de crregues.

Materials d's tcnic. 2 Tecnologies 1r ESO

Els materials que permeten fcilment el desplaament de crregues sn els conductorselctrics. Els allants elctrics no permeten el desplaament de crregues ja que elselectrons estan lligats de manera molt forta al nucli.

ACTIVITATS:

1. Indica el nom dels tres tipus de partcules que tenen el toms. Quines sn les responsables delsfenmens elctrics?

2. Busca el nom de 10 materials conductors i el de 10 allants i fes una llista de cada tipus.

3. Quin s el metall que millor permet el desplaament de crregues (el millor conductor)? I el segon? Iel tercer? Perqu creus que el coure s el material que s'utilitza per fabricar cables elctrics?

2 El corrent elctricEl corrent elctric s el flux o desplaament de crregues elctriques, normalment atravs d'un cable o qualsevol altre material conductor. Per a produir un corrent elctric calque hi haja un element que el produsca, com ara una pila o una cllula fotovoltaica.

El corrent elctric pot produir diversos efectes tecnolgicament interessants, com arailluminar un recinte, produir so, aconseguir moviment o escalfar alguna cosa. Per tald'aix, cal que hi haja algun element que converteix el corrent elctric en l'efecteesmentat.

3 El circuit elctricUn circuit elctric s un conjunt d'elements connectats pels quals pot circular un correntelctric. Podrem dir que s el cam que segueixen les crregues elctriques quan esdesplacen a travs dels conductors. Per a que es produsca el corrent elctric cal que elcircuit estiga tancat. En tots els circuits hi ha quatre tipus d'elements, tres dels quals snimprescindibles: generadors, receptors, conductors i elements de control o maniobra.

Materials d's tcnic. 3 Tecnologies 1r ESO

3.1 Elements generadorsSn els que aporten energia alcircuit i fan que les crregues esdesplacen a travs delsconductors. Alguns exemples degeneradors sn les piles ibateries, les quals contenenunes substncies que converteixenergia qumica en electricitat.

A ms de les piles ha ms tipus d'elementsgeneradors com ara les dinamos. Sn unsaparells que transformen el moviment en energiaelctrica. Les dinamos les pots trobar en algunesbicicletes o a les llanternes que s'encenenaccionant una manovella.

Tamb sn generadors les cllules fotovoltaiques. Aquestes converteixen l'energia del solen electricitat. Es poden trobar en algunes calculadores, carregadors de mbil solars,lmpades de jard o a les teulades d'alguns edificis.

Tots aquests elements generadors tenen dos terminals, un positiu i un negatiu, que snels punts on es connecten els conductors del circuit. El corrent elctric circula del terminalpositiu al negatiu.

3.2 Elements receptorsEls receptors sn els elements en els quals l'electricitat es converteix en alguna cosa til(per exemple les bombetes o els motors). Sempre ha d'haver receptors en un circuit. Uncircuit elctric sense receptors es diu curtcircuit. Per error pots construir algun, llavors elgenerador es far malb. Si fos un generador potent, seria fins i tot perills, encara queamb les piles que fars servir al taller no ho s, per s'espatllen prompte. Quan muntes uncircuit si observes que la pila s'est escalfant s que tens un curtcircuit, desconnecta-la deseguida.

Exemples de receptors:

Pereta o bombeta. Converteix l'electricitat en llum.Es pot fer de dos maneres: per incandescncia (unfilament s'escalfa tant que es posa al roig viu i emetllum) o per fluorescncia (el corrent passa a travsd'un gas conductor i aquest es posa fluorescent).

Materials d's tcnic. 4 Tecnologies 1r ESO

Motor. Converteix el corrent elctric en moviment continu rotatorimitjanant un sistema d'imants i bobines. Quan el corrent passa alseu travs, l'eix es posa a girar. Es poden trobar al cotxes dejoguet, en petits electrodomstics i en molts altres aparells quenecessiten moure alguna cosa.

Resistncia. Dificulten el pas del correntelctric. Converteix el corrent en calor. Espoden trobar en aparells electrnics, encalefactors elctrics, en planxes, en forns imolts altres aparells que necessitenescalfar alguna cosa.

Brunzidor. Converteix el corrent elctric en so (en un brunzit).S'utilitza com a timbre per avisar de qualsevol cosa.

Tots els elements receptors tenen dos terminals, que sn els punts de connexi al circuit, ipels quals entra i ix el corrent elctric.

3.3 Elements conductorsSn els cables elctrics que connecten els diferents elements del circuit per tal de tancar-lo i que es puga transportar el corrent elctric. Sn imprescindibles per formar un circuit.Solen estar fets de filaments de coure recoberts d'un material allant, encara que podenser de diferents formes i materials.

3.4 Elements de control o de maniobraRegulen el pas del corrent elctric. Permeten establir el control de per on passa o nopassa el corrent. Pot haver circuits sense elements de maniobra, per llavors elsreceptors estarien sempre connectats.

Exemples d'elements de maniobra:

Interruptor. s l'element que obre o tanca el circuit.S'utilitza per encendre o apagar un aparell. T duesposicions, obert i tancat. En la posici de tancat, elsseus dos terminals conductors estan en contacte i elcorrent pot passar. En la posici de obert, elsterminals no es toquen i el corrent no pot passar.

Materials d's tcnic. 5 Tecnologies 1r ESO

Polsador. s un element paregut a l'interruptor per no t duesposicions fixes, sin que s'ha de mantenir polsat per canviar el seuestat. Tamb serveix per obrir o tancar el circuit. Hi ha de dos tipus:

Polsador normalment obert: s aquell que en la seuaposici de reps, t els terminals sense contacte (circuitobert), i quan el polses, es tanca el circuit i pot passar elcorrent. S'utilitza, per exemple, en els circuits dels timbres decasa.

Polsador normalment tancat: s aquell que en la seuaposici de reps, t els terminals en contacte (circuit tancat),i quan el polses, s'obre el circuit i no pot passar el corrent.S'utilitza, per exemple, en el circuit del llum del frigorfic.

Commutador. s un element que t dos posicions itres terminals. Per un terminal entra el corrent i perun dels altres dos ix. Depenent de la posici queestiga, eixir per l'un o per l'altre. Permet fer unabifurcaci en el circuit i dirigir el corrent cap a la partque ms ens interesse. Fsicament, s molt pareguta un interruptor. S'utilitza, per exemple, en el circuitd'un llum roig i un verd que es fique a la porta d'unacambra de revelatge.

ACTIVITATS:

4. Quins tipus d'elements sn imprescindibles per muntar un circuit elctric? Quina condici s'ha decomplir per a que el corrent circule?

4 Esquema elctric. SimbologiaEn tecnologia, quan vols representar un circuit elctric, es fa mitjanant un esquema. Unesquema s un dibuix simplificat en qu els diferents elements del circuit es representenmitjanant smbols normalitzats. Els smbols normalitzats sn dibuixos simples ja acordats(no has de inventar tu) que no necessriament s'assemblen a l'element que representen.Sn com les paraules d'un idioma internacional tcnic. L'esquema que faces amb ells hoentendran gent que haja estudiat tecnologia a Espanya, Alemanya, Argentina o on siga.

Hi ha molts smbols elctrics que anirs aprenent a poc a poc a mesura que elsnecessites. Els primers que has d'aprendre sn els que es mostren a continuaci.

Materials d's tcnic. 6 Tecnologies 1r ESO

Pila. Es dibuixa amb una lnia llarga i fina i una altra parallela i propera mscurta i grossa. El lnia llarga representa el pol positiu, i la curta el negatiu. Decada pol ix una ratlleta que representen els terminals.

Bateria. De vegades una pila no s prou per produir els efectes desitjats is'encadenen ms d'una formant el que s'anomena bateria. El smbol s comdues piles juntes i punts suspensius entre elles. Els terminals es representen

entre el primer pol i l'ltim

Pereta. Es dibuixa com una circumferncia amb una aspa interior i amb elsseus dos terminals.

Conductors. Es representen amb lnies horitzontals overticals. En els esquemes s'intenta no creuar elscables per si no pot ser, es representa l'encreuament(sense connexi) amb una creu simple o amb una creuamb curva.

Els segents exemples d'esquemes elctrics sn equivalents, es a dir representen elmateix circuit, ja que els elements es poden dibuixar en qualsevol posici, i els conductorspoden ser ms o ms llargs peren realitat, no indica la llargriadels cables.

Materials d's tcnic. 7 Tecnologies 1r ESO

1,5 v

6 v

Interruptor. Es dibuixa sempre en la posici de obert. Representa unapalanqueta que gira i pot connectar els dos terminals.

Polsador normalment obert. Es representa paregut a l'interruptor per lapalanca no toca cap terminal i t un barret que s on s'espenta per connectar

els dos terminals i tancar el circuit.

Polsador normalment tancat. Es representa com el normalment obert perel barret est per la part de dins dels terminals i quan s'espenta, separa els

dos terminals i s'obre el circuit.

Commutador. Es dibuixen els tres terminals i es representa amb una C elterminal per on entra el corrent i amb un 1 i un 2 els terminals per on ix. Lapalanqueta tocar el C i el 1, o b el C i el 2.

Motor. Es representa amb un cercle amb els seur dos terminals i una M dins.

Brunzidor. Es representa amb un semicercle vertical i els dos terminals com siforen dues patetes. El brunzidor t una caracterstica especial i s qu, elsterminals tenen polaritat, es a dir, s'ha de connectar el + al positiu de la pila i el al negatiu. Si no, no funciona.

Resistncia. Es pot representar de dues formes. Amb un rectangle amb dosterminals o b amb una lnia en ziga-zaga.

Creuaments amb connexi. Representa una uni de dos o mscables. Si sn tres, es representa amb una T. Si sn ms de tres, es ficaun punt gros en l'encreuament per indicar que estan tots units. En un

creuament amb connexi, el corrent pot bifurcar-se i anar per diversos camins.

ACTIVITATS:

5. Dibuixa l'esquema d'un circuit en el qual una pila alimenta una bombeta controlada per un interruptorA. Dibuixa l'esquema d'un circuit semblant a l'anterior per controlada per un polsador normalmenttancat. Quina diferncia hi ha en el funcionament dels dos circuits anteriors?

5 Interpretaci d'esquemes elctricsLa interpretaci d'un esquema elctric s senzilla, recorrem el circuit comenant a un polde la pila i intentem arribar a l'altre pol. Si som capaos de fer el recorregut hi ha corrent ifuncionaran tots els receptors que hgem travessat en recrrer el circuit. Els elements demaniobra es dibuixen en la posici que tenen en reps, en prmer la seva posici ser lacontrria de com estan dibuixats

Materials d's tcnic. 8 Tecnologies 1r ESO

C1

2

M+

-

5.1 CurtcircuitSi hem estat capaos d'arribar d'un pol de la pila a un altre sense passar per capreceptor, tenim un curtcircuit. s un gran error en el disseny d'un circuit. El generador enaquest cas es far malb. Tamb s erroni un circuit en el qual pot aparixer aquestasituaci quan es premi algun element de maniobra.

5.2 Associaci d'elements en srieA l'associaci en srie, els elements estan disposats un darrere l'altre. El corrent nomspot anar per un cam que travessa tots els elements. Cada element comparteix com amxim un sol contacte amb un altre element associat. Si s'espatlla algun dels elements,de manera que el corrent elctric no ho pot travessar, cap dels elements associats ensrie amb ell funcionar. Per tant, els elements associats en srie sn dependents entresi. Els receptors s'han d'associar en srie amb els elements de maniobra que els van acontrolar.

Exemple de circuit amb tres resistncies en srie:

5.3 Associaci d'elements en parallelA l'associaci en parallel, cada element comparteix els dos contactes amb els elementsassociats. El corrent es bifurca i pot recrrer diferents camins. D'aquesta manera cadaelement s independent dels altres, si s'espatlla un, els altres segueixen funcionant. Enrecrrer un circuit amb elements en parallel, si passem per un, no passem per un altreperqu estan en diferents recorreguts. Per aquest motiu, els elements associats enparallel sn independents entre si. Els receptors se solen associar entre si en parallel.

Exemple de circuit amb dues peretes en parallel:

ACTIVITATS:

6. Dibuixa l'esquema en qu dos bombetes associades en srie estan controlades per un element demaniobra. Si es fongus una bombeta, lluiria l'altra?

Materials d's tcnic. 9 Tecnologies 1r ESO

1,5 v

1,5 v

7. Dibuixa el esquema d'un circuit amb dues bombetes que es puguen encendre de maneraindependent cadascuna amb el seu polsador. Com estan associades les dues bombetes del circuit?Com est associada cada bombeta amb el seu polsador?

8. Dibuixa en el teu quadern el segent esquema:

Indica el nom de tots els elements. Indica quinselements sn generadors, quins receptors iquines elements de maniobra. Omple al teuquadern el segent quadre:

A B C D E F G H

Obert Posici 1 PolsatObert Posici 1 No PolsatObert Posici 2 Polsat

Obert Posici 2 No PolsatTancat Posici 1 PolsatTancat Posici 1 No PolsatTancat Posici 2 PolsatTancat Posici 2 No Polsat

Posa 1 si l'element passa electricitat pel receptor indicat i 0 si no. Sempre partim de la situaci dereps, tal com est dibuixat el circuit. Com estan associats D i E? Com estan associats F i G? Comestan associats G i H?

9. Dibuixa l'esquema en el teu quadern:

Indica el nom de tots els elements. Indica quinselements sn generadors, quins receptors iquines elements de maniobra. Omple al teuquadern el segents quadres:

Materials d's tcnic. 10 Tecnologies 1r ESO

M+

-

C12

A B C

D

E

F GHJ

M

J

A

B

C D F

E

A B C D E F

Obert Obert Polsat PolsatTancat Obert No Polsat PolsatObert Tancat Polsat No PolsatTancat Tancat No Polsat No Polsat

Posa 1 si passa electricitat pel receptor indicat i 0 si no. Sempre partim de la situaci de reps, tal comest dibuixat el circuit.

6 Magnituds elctriques bsiquesRecorda que una magnitud s una propietat que es pot mesurar. Per exemple es potmesurar la longitud, el temps, la velocitat, etc. Totes elles sn magnituds.

Una unitat s una quantitat de magnitud que s'usa per mesurar. Per exemple uncentmetre s una quantitat de longitud, que fem servir per mesurar, s per tant una unitat.Si volem mesurar una longitud, la comparem amb la quantitat de longitud d'una unitat iveiem totes les vegades la cont.

Ha 3 magnituds elctriques molt importants. Aquestes magnituds sn la tensi, laintensitat i la resistncia.

6.1 TensiLa tensi s la "fora" que empeny les crregues per un circuit. Posem fora entrecometes perqu no s una veritable fora, per aix ens ajuda a tenir una idea intutivadel que significa aquesta magnitud. La representem amb una V majscula. La tensi esdefineix entre dos punts del circuit.

La unitat s el volt, el qual se simbolitza tamb amb la lletra V. No s'ha de confondreunitats i magnituds. Aqu tant la tensi com el volt tenen el mateix smbol, la V, per aixno vol dir que siguen la mateixa cosa, com no vol dir que dues persones que es diguenJoan siguen la mateixa persona.

6.2 IntensitatLa intensitat indica la quantitat de crregues que es mou pel circuit en una unitat detemps. La representem amb la lletra I. La intensitat es defineix en un tros de conductor oen un element del circuit.

La unitat d'intensitat s l'ampere, i se simbolitza amb la lletra A. Un ampere s una unitatbastant gran. En els circuits que farem rarament hi haur ms de 0.5 amperes.

6.3 La resistnciaLa resistncia s la dificultat que posa un element al pas de corrent elctric. Larepresentem amb la lletra R. Els conductors i els elements de maniobra tenen molt poca

Materials d's tcnic. 11 Tecnologies 1r ESO

resistncia. Els receptors tenen una resistncia bastant gran i pot ser molt variada.

La unitat de resistncia s l'Ohm i es representa amb la lletra grega omega, . Un ohm suna unitat molt petita. El normal s que els receptors que fem servir tinguen desenes deohms.

6.4 Llei d'OhmLes tres magnituds anteriors estan relacionades de forma matemtica. La llei d'Ohm s lafrmula que serveix per calcular una magnitud si coneixem les altres dues. Aquesta llei diuque la Intensitat que circula per un circuit s igual a la Tensi partit per la Resistncia. Espot expressar de tres formes:

I=VR

V=IR R=VI

Per recordar-la fcilment memoritzarem el segent esquema:

De manera que, tapant la magnitud que falta, ens queden les altres dos disposades de lamanera que s'han de calcular.

ACTIVITATS:

10. Cpia i completa la segent taula al teu quadern:

Magnitud Smbol Unitat (en qu es mesura) Smbol (de la Relaci (amb les altres magnituds. LleiTensiIntensitatResistncia

11. Calcula el valor de la magnitud que falta, tenint en compte la llei d'Ohm.

a) V = 4,5 v I = 0,45 A

b) V = 1,5 v R = 15

c) I = 0,1 A R = 25

d) I = 0,25 v V = 20 v

e) R = 15 V = 25 v

f) R = 15 I = 0,5 A

Materials d's tcnic. 12 Tecnologies 1r ESO

V

I R

1 Partcules constituents de la matria1.1 L'tom1.2 La crrega elctrica

2 El corrent elctric3 El circuit elctric3.1 Elements generadors3.2 Elements receptors3.3 Elements conductors3.4 Elements de control o de maniobra

4 Esquema elctric. Simbologia5 Interpretaci d'esquemes elctrics5.1 Curtcircuit5.2 Associaci d'elements en srie5.3 Associaci d'elements en parallel

6 Magnituds elctriques bsiques6.1 Tensi6.2 Intensitat6.3 La resistncia6.4 Llei d'Ohm