L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

UNITAT DIDÀTICA ELECTRICITAT 2n ESO

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

1. Introducció

2. Principis bàsics de l’electricitat - Antecedents històrics - Estructura de la matèria - Font o forma d’energia? Transformacions

- Corrent elèctric: altern i continu - Efectes de l’electricitat

3. Introducció al circuit elèctric -Circuit elèctric -Sentit del corrent -Components bàsics i simbologia -Circuit obert i circuit tancat -Representació gràfica -Conceptes de circuit sèrie, paral·lel i mixta

4. Magnituds elèctriques - Voltatge, intensitat i resistència - Llei d’Ohm - Associació de generadors i resistències

- Llei de Joule. Resistència conductors - Energia i potència - Instruments de mesura: Tester 5. Electromagnetisme 6. Components d’un circuit (instal·lació)

- Generadors - Conductors - Receptors - Elements de control i regulació - Elements de seguretat

7. Transport de l’electricitat -Transformadors elèctrics -Conductors aeris i soterrats -Arribada als edificis

8. Instal·lacions elèctriques domèstiques -Connexió de l’edifici a la xarxa -Comptadors -Elements de limitació i seguretat -Línies interiors -Punts de consum -Anàlisi del rebut

CONTINGUTS

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

5. Electromagnetisme

L’electricitat ja la coneixem, però i el magnetisme?

El magnetisme és un fenomen físic pel qual un material produeix forces d’atracció o

repulsió sobre d’altres. El fet més conegut és l’atracció dels imants sobre el ferro,

però el magnetisme va molt més enllà.

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Com ja vàrem estudiar, un dels efectes de l’electricitat era el magnètic. Amb això podem definir l’electromagnetisme com la relació que hi ha entre el corrent elèctric i els camps magnètics. Sobre aquesta relació podem destacar dos fenòmens bàsics: - Quan per un conductor hi circula corrent elèctric, al seu voltant es crea un camp

magnètic - Quan es crea una interacció de camps magnètics es produeix corrent elèctric

(inducció electromagnètica)

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Una aplicació pràctica!

Si jo vull atreure un objecte de ferro o derivats, puc utilitzar un imant, si?

Com ho podria fer d’altre forma? Amb el que hem vist podríem pensar en fer circular corrent elèctric, crear un camp magnètic i fer que aquest atragués un altre material magnètic i tot això sota la nostra voluntat i a distància. Aquesta aplicació és el que es coneix com a ELECTROIMANT

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. S’enrotlla un fil elèctric de bobina (cable de coure recobert de vernís) al voltant d’un nucli de ferro. Al passar corrent es crea un camp magnètic que es concentra en el nucli de ferro, i aquest actua com un imant.

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Un exemple pràctic seria el funcionament d’un timbre. Analitzem el seu funcionament:

- Pas de corrent elèctric - Creació d’un camp magnètic - Atracció d’un altre element magnètic - Efecte magnètic i sonor

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Derivats de l’electromagnetisme podem trobar dos situacions pràctiques d’us comú que confirmen la gran importància que tenen els efectes magnètics de l’electricitat a les nostres vides. Si fem circular corrent elèctric podem crear un camp magnètic, que a l’interaccionar amb un altre ens donarà moviment: RECEPTORS ELÈCTRICS (Motors) Si som capaços que interaccionin dos camps magnètics en moviment, podrem crear corrent elèctric: GENERADORS ELÈCTRICS (Dinamos i alternadors)

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

http://www.youtube.com/watch?v=9tLWas20c0o http://www.youtube.com/watch?v=Hwv4I0-Xx1M&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=ZRGlAu0uCHY&feature=related

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

5. Components d’un circuit (instal·lació)

5.1. Generadors

Els generadors són la part del circuit que genera el corrent elèctric. És l’aparell o l’equipament que «posa en marxa» els electrons. Hi ha una gran varietat de tipus de generadors, tant per la energia d’origen que utilitzen, pel procés de creació o per la seva capacitat. Per l’energia d’origen que utilitzen, podem trobar generadors que produeixen l’electricitat a partir de:

- Derivats del petroli, Carbó o Gas - Residus (urbans o forestals) - Biomassa - Sol - Aigua (mars i rius) - Productes químics i elements radiactius - Vent

entre d’altres.

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Per la seva capacitat, ens podem trobar des de una petita pila de «botó» fins a una gran central nuclear

Pel tipus de procés diferenciarem entre:

Procés químic Procés mecànic Procés fotovoltaic

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Procés químic

És un procés en el que mitjançant una recció química entre determinats elements, s’obté energia elèctrica.

Els aparells a on es produeix s’anomenen piles o bateries. No donen grans quantitats d’electricitats i s’acostumen a utilitzar per a baixes potències i per aparells que no puguin tenir connexió a la xarxa elèctrica, ja sigui per seguretat, comoditat o distància.

Hi ha de molt tipus però totes tenen el mateix principi de funcionament

Com funciona una pila?

http://www.energizer.cl/#aprendizajePilasComoFuncionanLink

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Alguns tipus de piles:

PP6 ó 6F22; AAA ó LR03; AA ó LR 06; C ó LR 14; D ó LR 20; 3R12R, coneguda com a pila de petaca.

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Hi ha diferents tipus de processos mecànics per a obtenir electricitat, però tots ells es basen en els fenòmens electromagnètics que ja hem estudiat. Es tractarà de que interaccionin dos camps magnètics en moviment. L’aparell més habitual a on es produeix s’anomena turbina Els diferents tipus vindran donat per quina sigui la força que produeixi el moviment de gir:

- Vapor: centrals tèrmiques, nuclears, solars tèrmiques, ... - Aigua: centrals hidràuliques, mareomotrius o onamotrius - Aire: aerogeneradors

Procés mecànic

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Funcionament central tèrmica: https://www.youtube.com/watch?v=Apg_aEwvzGM&list=PLA_ZwQE15h0asmslYjVfZIkPHK15iITFH&index=4

http://www.unesa.es/sector-electrico/funcionamiento-de-las-centrales-electricas/1351-central-termica

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

Procés fotovoltaic

Per aquest procés s’aconsegueix que l’energia lumínica del sol es converteixi en electricitat. El procés té lloc en el que s’anomenen celes fotovoltaiques fabricades amb silici. Les radiacions que arriben a les celes provoquen el moviment dels electrons.

Com funciona un central fotovoltaica? https://www.youtube.com/watch?v=v942oiMZLk8&index=5&list=PLA_ZwQE15h0asmslYjVfZIkPHK15iITFH

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

5.2. Conductors

Els conductors és la part de la instal·lació encarregada de portar l'electricitat des del lloc de producció fins als diferents punts de consum.

Podem diferenciar dos grans grups de conductors: - Els que porten l’electricitat des de les centrals generadors fins a les zones de

consum (edificis, fàbriques, serveis,...). Poden ser aeris o soterrats i acostumen a ser d’alumini.

- Els que fan la distribució de l’electricitat dins d’un edifici o una fàbrica. Acostumen a ser de coure.

Els conductors es poden classificar per diferents criteris com són: - Tipus de material - Secció (gruix) - Revestiment - Nombre de fases

entre d’altres.

L’electricitat (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

5.3. Consumidors

Són aparells que produeixen algun efecte al ser alimentats per electricitat. Recordem que els principals efectes d’electricitat i per tant els diferents grups de consumidors són:

- magnètics (motors) - tèrmics (radiadors) - químics (electròlisi) - lumínics (bombetes) - sonors (altaveus) - biològics (desfibril·lador)

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

5.4. Elements de control i regulació

- Interruptor

- Commutador (simple, doble, triple,....)

- Selector

- Polsador ( NA i NT)

- Regulador

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

5.5. Elements de seguretat

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

http://www.xtec.cat/monografics/mattic/disseny/dis_eso2/p10.htm

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14

6. Anàlisi rebut electricitat

L’electricitat (2a part) (unitat didàctica 2n ESO)

Josep Lluís Serrano 9/14