View
8
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
9. Circuits elèctrics 3rESO
1
1. Introducció
2. Partícules atòmiques
3. Ions
4. Interaccions entre càrregues
elèctriques
5. Electricitat i corrent elèctric
6. Circuits elèctrics
8. Símbols, circuits i esquemes
elèctrics
9. Esquema de connexions i esquema funcional
10. Magnituds dels circuits elèctrics
11. Connexió de receptors
12. Connexió de generadors
9. Circuits elèctrics 3rESO
2
COMPETÈNCIES DEL CURRÍCULUM ACTIVITATS
CCLI: Competència de comunicació lingüística. 1, 2, 14, 16, 18, 18
CMCT: Competència matemàtica i competències
bàsiques en Ciència i Tecnologia.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,
12, 13, 14, 15, 16, 18
CD: Competència digital. 14, 16, 17
CAA: Competència de aprendre a aprendre. 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 18
CSC: Competències socials i cíviques. 14, 16, 17
SIEE: Sentit d’iniciativa i esperit emprenedor. 10, 11, 12, 17
CEC: Consciència i expressions culturals. 18
9. Circuits elèctrics 3rESO
3
Partícula Massa Càrrega elèctrica
Protó 1,673·10-27 kg + 1,602·10-19 C
Neutró 1,675·10-27 kg 0 C
Electró 9,108·10-31 kg - 1,602·10-19 C
Àtom de carboni neutre: 6 protons i 6
electrons.
Àtom de carboni amb càrrega positiva: ha
perdut un electró. 6 protons i 5 electrons.
Àtom de carboni amb càrrega
negativa: ha guanyat un electró. 6
protons i 7 electrons.
1. Introducció Com em vist al tema anterior la vertadera utilitat de l’energia elèctrica és la seua
capacitat per a convertir-se en altres formes d’energia mitjançant els receptors elèctrics.
Ara bé, per a fer funcionar aquestos es necessari acoblar-los a un circuit elèctric, així
que en aquest tema estudiarem com són i com funcionen els circuits elèctrics.
2. Partícules atòmiques La matèria està composta per
àtoms. Així mateix els àtoms
estan compostos per altres
partícules. Entre les moltes que
formen els àtoms, les que ens
interessen per a explicar els
fenòmens elèctrics són els
protons, els neutrons i els
electrons. Aquestes s’organitzen
per a formar els àtoms de la
forma següent: els protons i els
neutrons estan junts i formen el nucli i els electrons giren al voltant del nucli formant els
orbitals.
Una característica fonamental d’aquestes partícules és que tenen càrrega elèctrica
segons puguem veure al quadre següent:
Com es veu la
càrrega elèctrica pot ser
positiva o negativa, es
mesura en coulomb (C)
i té el mateix valor
absolut per al protó i
per a l’electró. Com es
pot veure la càrrega
elèctrica d’aquestes dues partícules es baix, ja que es necessiten 1,6 trilions de protons o
electrons per a tenir un coulomb.
Es estat normal els àtoms són elèctricament neutres, és a dir tenen el mateix
nombre de protons que d’electrons. Per a què un àtom quede carregat de forma negativa
ha de guanyar un electró. Ara bé per a que un àtom quede carregat positivament no pot
perdre un protó, sinó perdre un electró.
Model atòmic
9. Circuits elèctrics 3rESO
4
Els cossos carregats positivament es repel·leixen
Els cossos carregats negativament també es repel·leixen
Si carreguen un cos positivament i un altre negativament, els cossos s'atrauen
Anió de liti (3): 3 protons i 4 electrons Catió de liti (3): 3 protons i 2 electrons
3. Ions Quan un àtom perd o guanya un electró, encara que continua sent el mateix element
de la Taula Periòdica, ara reben el nom d’ions. Així quan un àtom queda amb càrrega
postiva s’anomena ió positiu o catió, i quan queda carregat negativament ió negatiu o
anió.
4. Interaccions entre càrregues elèctriques La característica principal de les càrregues elèctriques són les interaccions que es
produexien entre elles quan s’acosten cossos carregats elècricament. Si acostem dos
cossos carregats, bé positivament, bé negativament els dos apareixen forces que fan que
els cossos se separen (forces de repulsió). Tanmateix si els dos cossos es carreguen un
positivament i l’altre negativament, les forces resultants fan que les càrregues
s’aproximen.
Aquestos fenòmens d’atracció i de repulsió són fonamentals en les reaccions
químiques i per tant expliquen el que passa en les reaccions químiques on intervé
l’electricitat com són els processos de càrrega i descàrrega en piles i acumuladors.
Les interaccions entre cossos carregats elèctricament fou estudiat per Charles
Coulomb, i en honor a ell se li ha donat a la unitat de càrrega elèctrica del Sistema
Internacional el nom de coulomb (C).
Activitat 1: Si entre càrregues elèctriques de signe contrari apareixen forces d‟atracció, significa que
un protó i un electró s‟atrauen, i per tant l‟electró hauria de quedar-se apegat al protó i no girar a certa distància d‟ell. Per què creus que l‟electró no es queda apegat al protó?
9. Circuits elèctrics 3rESO
5
5. Electricitat i corrent elèctric Encara que el nostre objectiu és conèixer de quina forma puguem utilitzar
l’electricitat, les màquines que la transformen en altres formes d’energia i les màquines
que la produeixen, si que és convenient donar-li una ullada a la teoria que explica
l’existència i la transmissió de l’electricitat.
La teoria acceptada és la dels “electrons lliures”, i es basa en què els electrons de les
capes més exteriors dels àtoms són atrets amb menys força pels protons del nucli
(aquesta força varia de forma inversament proporcional amb el quadrat de la distància
entre les càrregues). Si d’alguna forma puguem “arrancar” suficients electrons d’un
nombre gran d’àtoms i “conduir-los” de forma ordenada tindrem un corrent elèctric. El
més important és el fet que els electrons lliures són portadors d’una energia que és la
que transformarem en calor, moviment, magnetisme, etc. Però la pregunta és: com
puguem aconseguir arrancar-li a un àtom un electró?.
Activitat 2: Quan accionem un interruptor d‟una bombeta observem que no hi ha retard apreciable
entre el moment d‟accionar-lo i el moment que la bombeta fa llum, per tant cal preguntar-se, a quina velocitat
es desplacen els electrons?
En absència de camp elèctric els electrons es mouen en direccions aleatòries a través del conductor amb
una velocitat mitjana de 106 m/s (la velocitat de la llum són 38 m/s). Ara bé la velocitat neta dels electrons
serà nula, doncs cada electró es mou en una direcció diferent.
Si apliquem una diferència de potencial al conductor, creant un camp elèctric, la velocitat neta dels electrons
no serà nula, però si molt reduïda a causa del xoc dels electrons lliures amb els àtoms del material del qual
està fet el conductor. Aquestos electrons tardaran (encara que depén de la intensitat del corrent elèctric) una
mitjana de 8 hores en recòrrer 1 metre de conductor.
Segurament et preguntaràs: aleshores per què s’il·lumina una bombeta en el mateis instant que s’acciona
l’interruptor. Per a la resposta puguem recurrir al conegut com “símil elèctric”, en qual es compara el
comportament del corrent elèctric amb el comportament d’una conducció d’aigua. Així imagina’t qu el cable
és una mànega per a regar, i que els electrons són l’aigua. Si la manega està buida, l’aigua tardarà un
determinat temps en anar des de l’aixeta fins a l’altre extrem. Però la propera vegada que òbrigues l’aixeta, la
mànega estarà plena i no tardarà res en eixir aigua per la punta de la mànega. Doncs amb els electrons
passa el mateix, amb la diferència que el conductor sempre estarà ple d’electrons.
Efectivament entre el protó i l’electró apareix una força d’atracció
electrostàtica, però aquesta es veu compensada per la força centrífuga que
genera la rotació de l’electró al voltant de nucli de l’àtom.
La força centrífuga depén de la massa de l’electró i de la seua velocitat de
rotació, que depén de la distància entre el nucli i l’electró.
És per tant que la posició final de l’electró ve determinada per l’equilibri entre
força electrostàtica i força centrífuga.
9. Circuits elèctrics 3rESO
6
Circuit tancat la bombeta fa llum
Circuit obert la bombeta no fa llum
Com hem vist abans un electró deixarà el seu àtom quan la força centrífuga, deguda
a la rotació de l’electró, siga superior a la força d’atracció electrostatica entre el protó i
l’electró. Per tant el que hem de fer és augmentar la velocitat de rotació d’aquest, i açò
es por fer proporcionant-li energia a l’àtom i per tant a l’electró. Doncs bé, segons el
procediment utilitzat per a proporcionar energia a l’àtom tindrem les diferents màquines
que produexien electricitat o generadors.
Com exemple tenim els generadors fotovoltaics, en aquestos l’energia de la llum, en
forma de fotons, fa augmentar l’energia dels electrons del silici monocristal·lí (material
utilitzat per a fabricar les cèl·lules solars) i així generar electrons lliures per a convertir-
los en corrent elèctric.
6. Circuits elèctrics Puguem definir un circuit elèctric com un “cami tancat” pel qual poden circular els
electrons. Hem d’entendre “cami tancat” aquell que permet que els electrons ixquen del
generador i tornen al generador.
Segons aquesta definició, tenim que els circuits elèctrics poden estar en dos estats:
circuit tancat és el que permet als electrons completar el circuit, és a dir eixir del
generador i tornar al generador, o circuit obert que és aquell que en algun punt està
desconnectat i per tant no permet que els electrons circulen.
7. Components dels circuits elèctrics Per a què un circuit siga funcional necessitem disposar d’una sèrie de components
que ens permetran convertir l’energia elèctrica en altres formes d’energia.
Generador. És el dispositiu que proporciona energia al circuit en forma de
càrregues elèctriques. Els generadors poden ser:
Piles i acumuladors
Cèl·lules solars
Dinamos i alternadors
9. Circuits elèctrics 3rESO
7
Receptors. És el dispositiu que transforma l’energia elèctrica en altres formes
d’energia, calor, moviment, llum etc. Els receptors poden ser:
Dispositius de regulació i control. Són els aparells que permeten controlar el
funcionament del circuit. Poden ser:
Cables. Estableixen el camí per als electrons. Estan fabricats amb coure o alumini i
poden portar o no recobriment aïllant. Poden ser:
Producció de calor: estufa
Producció de moviment: motors elèctrics
Producció de llum: bombetes
Obrir i tancar circuits: interruptors, commutadors i polsadors
Protecció de circuits i persones: interruptors magnetotèrmics
Protecció de circuits: fusibles
Cables d’alta tensió
Cables multipolars
Cables de baixa tensió
9. Circuits elèctrics 3rESO
8
Interruptor
Commutador
Polsador
Motor
Generador
Bombeta
Resistor
Brunzidor
8. Símbols, circuits i esquemes elèctrics Per a comprendre com funcionen i poder muntar els circuits elèctrics es
imprescindible fer una representació gràfica del mateix. Ara bé, si cada vegada que
dibuixem un circuit hem de fer una representació realista dels components, la tasca de
dibuix seria laboriosa i complicada. Per solucionar-ho es va adoptar la representació
simbòlica dels circuits, en la qual cada component queda identificat per un símbol fàcil de
recordar i ràpid de dibuixar, així la representació de circuits, ara anomenats esquemes,
és molt fàcil de fer. Hi ha símbols per a tots els components elèctrics però nosaltres sols
estudiarem els més utilitzats.
9. Circuits elèctrics 3rESO
9
Circuit de connexions
Esquema
Una vegada coneguts els símbols elèctrics més importants, anem a veure com
s’utilitzen per a representar els circuits i poder entendre millor quin és el seu
funcionament.
En el circuit de connexions es
dibuixen els components en un posició
relativa a la real i els cables es dibuixen
amb línies corbes que van de terminal a
terminal dels components.
No es poden fer connexions en mitat
d’un cable.
En l’esquema els components es representen mitjançant símbols i els cables
són línies rectes, bé verticals bé horitzontals.
Als esquemes si es poden fer connexions
en mig d’un cable.
9. Esquema de connexions i esquema funcional
Hi ha dues formes bàsiques de dibuixar els esquemes, el de connexions i el
funcional. Al primer els components es dibuixen en la posició relativa real que ocupen i
després es col·loquen els cables. Tanmateix quan l’esquema es complica, a causa del
gran nombre de components, es més convenient recurrir als esquemes funcionals, en
aquestos els components es dibuixen sobre línies verticals (que seran els cables)
d’aquesta forma es poden evitar molts creuaments de cables que compliquen la
comprensió de l’esquema. Una línia horitzontal superior representa al cable d’alimentació
i una línia horitzontal inferior el cable de retorn. En aquestos esquemes el més important
és comprendre com funciona el circuit per a poder muntar-lo en la realitat. Una qüestió
fonamental en els esquemes funcionals és la identificació dels cables.
La diferència es pot observar en els esquemes següents que representen la
instal·lació elèctrica d’un automòbil.
9. Circuits elèctrics 3rESO
10
Esquema de connexions
Esquema funcional
Activitat 3: Disposem d‟una premsa accionada per un motor elèctric, que com element de seguretat disposa
de dos polsadors per accionar-lo. Cada polsador està col·locat a un costat de la màquina i s‟ha d‟accionar amb una mà
diferent i per tant la premsa no pot atrapar les mans del treballador. Com dispositius avisadors disposa d‟una bombeta
intermitent i un brunzidor. Dibuixa l‟esquema de connexions i l‟esquema funcional.
Esquema de representa l’enunciat.
9. Circuits elèctrics 3rESO
11
Esquema de connexions
Esquema funcional
10. Magnituds dels circuits elèctrics En el funcionament dels circuits elèctrics intervenen quatre magnituds fonamentals,
la tensió, la intensitat del corrent elèctric, la resistència elèctrica i la potència. La relació
entre les tres primeres fou descoberta per George Simon Ohm en 1821 i es coneix com
llei d’Ohm i s’utilitza per realitzar càlculs sobre els circuits elèctrics.
Tensió, voltatge o diferència de potencial (ddp).
La podriem definir com la “força” que impulsa als electrons a circular pel circuit.
La tensió sempre es mesura entre dos punts del circuit i indica la diferència de
càrregues elèctriques (diferència de potencial) entre eixos dos punts, per això sempre
parlarem de “si hi ha” o “no hi ha tensió” entre dos punts d’un circuit.
El voltatge o tensió es representa per U, es mesura en volt (V) i l’aparell que la
mesura s’anomena voltímetre.
El valor de la tensió d’un generador indica la quantitat de càrrega elèctrica
(d’electrons) que podrà circular pel circuit i com a valors de referència puguem indicar:
Tensions de piles i acumuladors: 1,5 V a 9 V
Circuits de baixa tensió: 12 V o 24 V
Tensions domèstiques o industrials: 230 V o 400 V
Tensió per al transport d’electricitat (línies d’alta tensió): 20 kV a 400 kV
Intensitat del corrent elèctric. Es defineix com la quantitat de càrrega elèctrica
que travessa un conductor en un segon.
𝐼 𝐴 =𝑄[𝐶]
𝑡[𝑠]
9. Circuits elèctrics 3rESO
12
La intensitat que circula entre dos punts està en relació directa amb la
tensió existent entre eixos dos punts.
La intensitat es representa per I, es mesura en ampere (A) i l’aparell que la mesura
s’anomena amperímetre.
Alguns valors de referència d’intensitats poden ser:
Bombeta: 0,26 A
Ordinador: 1 A
Estufa: 5 A – 10 A
Placa de cocció: 30 A
Locomotora elèctrica: 250 A
Electrolisi de l’alumini: 10 000 A
Com hem vist al tema anterior la circulació de la intensitat per un cable provoca en
aquest un augment de la temperatura per l’efecte Joule. Aquest augment depén de forma
directa de la intensitat que circula i de la resistència que presenta el cable. Per a evitar
que el cable s’escalfe de forma perillosa s’estableixen unes intensitats màximes per mm2
de secció. Aquest valor no es fixe i depén de les condicions de funcionament dels cables.
Per a les instal·lacions domèstiques puguem considerar un corrent de 5 a 8 A/mm2 ,
aquesta dada ens aprofita per a poder calcular la secció (i per tant el diàmetre) que ha
de tenir un cable per a poder suportar el pas d’una intensitat determinada.
Activitat 4: Hem d‟alimentar un aparell elèctric que consumeix una intensitat de 25 A. Si el cable a utilitzar pot
suportar una densitat de corrent de 7 A/mm2, calcula la secció necessària del cable.
Dades:
- Intensitat: 25 A - Densitat de corrent: 7 A/mm2 - Secció: s
Com que no hi ha cables de 3,57 mm2 de secció, utilitzarem la secció comercial superior què és la de 4 mm2
Seccions comercials de cables elèctrics per a instal·lacions
1,5 mm2 2,5 mm2 4 mm2 6 mm2 10 mm2 16 mm2 25 mm2
𝛿 =𝐼
𝑠
𝑠 =𝐼
𝛿=
25 𝐴
7 𝐴
𝑚𝑚2
= 3,57 𝑚𝑚2
9. Circuits elèctrics 3rESO
13
Llei d’Ohm i resistència elèctrica. George Simon Ohm al 1821 en el transcurs
dels seus treballs sobre l’electricitat va trobar que entre els valors de la tensió i la
intensitat en un circuit hi havia una relació constant que ell va anomenar resistència
elèctrica. Per això a aquesta relació se la coneix com llei d’Ohm.
Ohm va muntar el circuit de la figura i va anar
anotant en una columna els valors de la tensió
proporcionats per la pila de tensió variable i en una
altra columna els valors de la intensitat. Dels valors
d’aquesta graella va trobar que si dividia cada tensió
entre el corresponent valor de la intensitat sempre
donava el mateix valor.
De forma matemàtica:
𝑈1
𝐼1=
𝑈2
𝐼2=
𝑈3
𝐼3= ⋯ . . =
𝑈𝑛
𝐼𝑛= 𝑘 (𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡)
Si a k li donem el nom de resistència elèctrica tenim,
𝑅 =𝑈
𝐼
aquesta equació també pot presentar-se d’altres dues formes: 𝑈 = 𝑅 · 𝐼 ; 𝐼 =𝑈
𝑅
La resistència elècrica és mesura en ohm i el símbol de la unitat és
Activitat 5: En els circuits següents calcula en cada cas el corrent que circula.
Per resoldre els problemes d’electricitat s’ha de seguir un procediment molt concret i definit que inclou els passos següents:
1. Dibuixar l’esquema del circuit de descriu l’enunciat col·locant totes les dades incluides les intensitats.
2. Escriure totes les dades, tant les conegudes com les que hi ha que calcular.. 3. Col·locar l’equació que anem a utilitzar i aïllar la incògnita. 4. Substituir les dades pels valors corresponents, aquestes han d’anar seguides per la seua unitat. 5. Efectuar el càlcul i donar la solució
a)
𝑈 = 5 𝑉
𝑅 = 5 Ω
𝐼 =?
𝐼 =𝑈
𝑅=
5 𝑉
5 Ω= 1 𝐴
Dades:
9. Circuits elèctrics 3rESO
14
RESISTIVITAT D‟ALGUNES SUBSTÀNCIES
(·m)
Alumini………………..2,63·10-8
Carbó…………………3500·10-8
Coure………………....1,72·10-8
Ferro…………………...…10·10-8
Llautó…………………..….7·10-8
Mercuri………………….94·10-8
Plata……………………...47·10-8
Wolframi…………….5,51·10-8
Ambre…………………....5·1014
Sofre………………………....1015
Quars…………………....75·1016
Ebonita………………..1013-1016
Fusta……………….…..108-1011
Mica…………….……..1011-1015
Vidre…………………..1010-1014
b)
c)
Resistència elèctrica. La resistència elèctrica també
es pot definir com l’oposició que presenten els materials al
pas del corrent elèctric. Aquesta oposició ve donada pels
xocs que, els electrons que formen el corrent, tenen amb
els àtoms que formen l’estructura dels diferents materials,
per tant la propietat de la resistència elèctrica és intrínsica
de cada material, i s’anomena resistivitat elèctrica, i en
funció d’aquesta es poden classificar en:
Materials aïllants del corrent elèctric: Són aquells
que no deixen passar el corrent elèctric. Són aïllants
tots els materials no metal·lics, fusta, vidre, cartó,
plàstic, ceràmics, etc.
Materials conductors del corrent elèctric: Són
aquells que deixen passar el corrent elèctric. Són
conductors tots els materials metàl·lics, or, coure,
alumni, plom, llautó, plata, etc., tot i que entre
aquestos hi ha de millors conductors i de pitjors.
Materials semiconductors: Aquells que són aïllants
però que baix determinades condicions de llum, calor,
magnetisme, etc. es tornen conductors. Tot el
𝑈 = 5 𝑉
𝑅 = 0 Ω
𝐼 =?
𝐼 =𝑈
𝑅=
5 𝑉
0 Ω=∝ 𝐴
Dades:
𝑈 = 5 𝑉
𝑅 =∝ Ω
𝐼 =?
𝐼 =𝑈
𝑅=
5 𝑉
∝ Ω= 0 𝐴
Dades:
9. Circuits elèctrics 3rESO
15
desenvolupament de l’electrònica moderna, cèl·lules solars, transistors, circuits
integrats, microprocessadors, etc. tenen com a materials els semiconductors. Un
exemple és el silici.
Una derivada de la resistivitat dels materials és la resistència que presenta un cable
conductor al pas del corrent elèctric. Als circuits en els quals treballarem considerarem
que les cables no tenen resistència. Però en circuits extensos (emllumenat públic, de
distribució, etc) si que és molt important la seua influència i s’ha de tenir en compte. Així
si el càlcul de la secció del conductors no es fa de manera correcta, les caigudes de
tensió poden ser tant grans que els aparells de la instal·lació no funcionen correctament.
Càlcul de la resistència d’un conductor. La resistència d’un conductor del
material del qual està fet, de la seua longitud i de la secció transversal.
Així tenim,
𝑅 = 𝜌𝑙
𝑆→ 𝑅[Ω] = 𝜌[Ω · m]
𝑙[𝑚]
𝑆[𝑚2]
R: resistència en
: resistivitat en ·m
l: longitud del conductor en m
S: secció transversal del conductor en m2
Activitat 6: Calcula la resistència que presenta un cable de 3 000 metres de llarg, que està fet de
coure i que té un diàmetre de 1,78 mm
Dades: Atenció a les unitats
l= 3 000 m
=1,72·10-8 ·m
d=1,78 mm
𝑆 =𝜋 · 𝑑2
4=
𝜋 · 1,78 𝑚𝑚2
4= 2,5 𝑚𝑚2 → 2,5 𝑚𝑚2 ·
𝑚2
10 000 𝑚𝑚2 = 2,5 · 10−4 𝑚2
𝑅 = 𝜌𝑙
𝑆= 1,78 · 10−8 Ω 𝑚 ·
3 000 𝑚
2,5 · 10−4 𝑚2 = 0,21 Ω
Energia i potència elèctrica. En electricitat es defineix com energia o treball
elèctric el desplaçament de càrregues elèctriques entre dos punts a diferent tensió.
𝐸 = 𝑄 · 𝑈
ara bé, de la definició d’intensitat del corrent tenim,
𝐼 𝐴 =𝑄[𝐶]
𝑡[𝑠]; 𝑄 𝐶 = 𝐼 𝐴 · 𝑡[𝑠]
9. Circuits elèctrics 3rESO
16
substituint tenim,
𝐸 = 𝑈 · 𝐼 · 𝑡 ; 𝐸[𝐽] = 𝑈[𝑉] · 𝐼 𝐴 · 𝑡[𝑠]
com sabem l’energia es mesura en joule (J) però aquesta unitat és molt menuda per a
mesurar l’energia elèctrica i per tant s’utilitza el quilovathora (kWh) que equival,
1 𝑘𝑊ℎ = 3 600 000 𝐽
Si calculem la relació entre l’energia posta en joc i el temps que la utilitzem obtenim
la potència elèctrica,
𝑝𝑜𝑡è𝑛𝑐𝑖𝑎 =𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠→ 𝑃 =
𝐸
𝑡
La unitat per a mesurar la potència és el wat (W) i deu el seu nom a James Watt que
va fer de la màquina de vapor un artefacte efectiu en el seu funcionament.
𝑃 =𝐸
𝑡=
𝑈 · 𝐼 · 𝑡
𝑡= 𝑈 · 𝐼 → 𝑃 𝑊 = 𝑈 𝑉 · 𝐼[𝐴]
Alguns valors de referència de potències són:
5 600 kW
300 kW
0,55 kW (0,75 CV)
110 kW (150 CV)
2 a 7 kW
2 500 W
1 500 W
250 W
650 W
30 W
9 W
9. Circuits elèctrics 3rESO
17
Magnitut Símbol Nom i símbol unitat Aparell de mesura
Tensió U volt (V) voltímetre
Intensitat I ampere (A) amperímetre
Resistència R ohm () òhmetre
Energia E quilovathora (kWh) comptador d’energia
Potència P watt (W) vatímetre
Quadre resum de les magnituds i les seues unitats:
Activitat 7: Calcula quan costarà el funcionament al cap de dos mesos d‟una torradora de pà que té
una potència de 1 250 W, i que funciona 35 minuts al dia, si el preu de l‟energia és de 12 c€/kWh.
Abans de començar a operar amb les dades és necessari que estiguen en les unitats
correctes i que aquestes siguen coherents.
Dades:
Potència=1 250 W=1,25 kW
Temps=35 minuts al dia (dos mesos),
Preu energia=12 c€=0,12 €/kWh
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠 𝑡 =35
𝑚𝑖𝑛𝑑𝑖𝑎
60 𝑚𝑖𝑛ℎ𝑜𝑟𝑎
· 60 𝑑𝑖𝑒𝑠 = 35 ℎ𝑜𝑟𝑒𝑠
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 = 𝑃𝑜𝑡è𝑛𝑐𝑖𝑎 · 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑠; 𝐸 = 𝑃 · 𝑡 = 1,25 𝑘𝑊 ·35 h=43,75 kWh
𝐶𝑜𝑠𝑡 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 · 𝑝𝑟𝑒𝑢 = 43,75 𝑘𝑊ℎ · 0,12 €
𝑘𝑊ℎ= 5,25 €
11. Connexió de receptors Quan hi ha que connectar més d’un receptor en un circuit elèctric hi ha, bàsicament
tres formes diferents, en sèrie, en paral·lel i una combinació de les dues anomenat circuit
mixte.
Cada circuit presenta unes característiques diferents en quan al seu funcionament i
característiques elèctriques.
9. Circuits elèctrics 3rESO
18
11.1. Connexió en sèrie.
Aquest circuit presenta dues característiques
bàsiques de funcionament:
a) Només hi ha un camí per al corrent el’ectric,
per tant només hi ha una intensitat i és la mateixa
que circula per tots els receptors.
𝐼 = 𝐼𝑅1 = 𝐼𝑅2 = 𝐼𝑅3
b) La tensió del generador es reparteix entre
tots els receptors del circuit, açò es coneix com
“caiguda de tensió”.
𝑈 = 𝑈𝑅1 + 𝑈𝑅2 + 𝑈𝑅3
Aplicant la llei d’Ohm tenim,
𝑈 = 𝑅 · 𝐼;
𝑈𝑅1 = 𝑅1 · 𝐼; 𝑈𝑅2 = 𝑅2 · 𝐼; 𝑈𝑅3 = 𝑅3 · 𝐼
igualant 𝑅 · 𝐼 = 𝑅1 · 𝐼 + 𝑅2 · 𝐼 + 𝑅3 · 𝐼; i simplificant I, ens queda: 𝑅 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3
equació que ens permet calcular la resistència equivalent en un cirucuit sèrie.
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅𝑖
Activitat 8: Tenim tres resistors de 10 ohms, 20 ohms i 30 ohms que estan connectats en sèrie a un
generador de 24 volts. Calcula:
a) La resistència total o equivalent del circuit. b) La intensitat que recorre el circuit. c) La caiguda de tensió de cada resistor. d) La potència que dissipa cada resistor.
dades:
U=24 V
R1=10 W
R2=20 W
R3=30 W
a) RT=?
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 = 10 Ω + 20 Ω + 30 Ω = 60 Ω
b) I=?
𝐼 =𝑈
𝑅=
24 𝑉
60 Ω= 0,4 𝐴
c) UR1=?; UR2=?; UR3=?
𝑈𝑅1 = 𝑅1 · 𝐼 = 10 Ω · 0, 4 𝐴 = 4 𝑉
𝑈𝑅2 = 𝑅2 · 𝐼 = 20 Ω · 0, 4 𝐴 = 8 𝑉
9. Circuits elèctrics 3rESO
19
𝑈𝑅3 = 𝑅3 · 𝐼 = 30 Ω · 0, 4 𝐴 = 12 𝑉
d) PR1=?; PR2=?; PR3=?
𝑃𝑅1 = 𝑈1 · 𝐼 = 4 V · 0, 4 𝐴 = 1,6 𝑊
𝑃𝑅2 = 𝑈2 · 𝐼 = 8 𝑉 · 0, 4 𝐴 = 3,2 𝑊
𝑃𝑅3 = 𝑈3 · 𝐼 = 12 𝑉 · 0, 4 𝐴 = 4,8 𝑊
11.2. Connexió en paral·lel.
Aquest circuit presenta les
característiques següents:
a) Tots els receptors treballen a la
mateixa tensió.
𝑈 = 𝑈𝑅1 = 𝑈𝑅2 = 𝑈𝑅3
b) La suma de les intensitats que
circulen per cada receptor és igual a
la intensitat que proporciona el
generador
𝐼𝑇 = 𝐼𝑅1 + 𝐼𝑅2 + 𝐼𝑅3
Aplicant la llei d’Ohm tenim,
𝐼 =𝑈
𝑅;
𝐼𝑅1 =𝑈
𝑅1; 𝐼𝑅2 =
𝑈
𝑅2; 𝐼𝑅3 =
𝑈
𝑅3
igualant 𝑈
𝑅𝑇=
𝑈
𝑅1+
𝑈
𝑅2+
𝑈
𝑅3; i simplificant U, ens queda:
1
𝑅𝑇=
1
𝑅1+
1
𝑅2+
1
𝑅3
equació que ens permet calcular la resistència equivalent en un cirucuit paral·lel.
1
𝑅𝑇=
1
𝑅1+
1
𝑅2+
1
𝑅3+
1
𝑅𝑖
Una altra forma de presentar-se aquesta equació és:
𝑅𝑇 =1
1𝑅1
+1𝑅2
+1𝑅3
+1𝑅𝑖
Activitat 9: Tenim tres resistors de 10 ohms, 20 ohms i 30 ohms que estan connectats en paral·lel a
un generador de 24 volts. Calcula:
a) La resistència total o equivalent del circuit. b) La intensitat que recorre el circuit, i la que recorre cada resistor.
9. Circuits elèctrics 3rESO
20
c) La potència que dissipa cada resistor.
dades:
U=24 V
R1=10 W
R2=20 W
R3=30 W
a) RT=?
𝑅𝑇 =1
1𝑅1
+1𝑅2
+1𝑅3
=1
110 Ω
+1
20 Ω+
130 Ω
= 4,45 Ω
b) I=?
𝐼𝑇 =𝑈
𝑅𝑇=
24 𝑉
5,45 Ω= 4,4 𝐴
𝐼𝑅1 =𝑈
𝑅1=
24 𝑉
10 Ω= 2,4 𝐴
𝐼𝑅2 =𝑈
𝑅2=
24 𝑉
20 Ω= 1,2 𝐴 𝐼𝑇 = 2,4 𝐴 + 1,2 𝐴+0,8 𝐴 = 4,4 𝐴
𝐼𝑅3 =𝑈
𝑅3=
24 𝑉
30 Ω= 0,8 𝐴
c) PR1=?; PR2=?; PR3=?
𝑃𝑅1 = 𝑈 · 𝐼𝑅1 = 24 V · 2, 4 𝐴 = 57,6 𝑊
𝑃𝑅2 = 𝑈 · 𝐼𝑅2 = 24 𝑉 · 1,2 𝐴 = 28,8 𝑊
𝑃𝑅3 = 𝑈 · 𝐼𝑅3 = 24 𝑉 · 0, 8 𝐴 = 19,2 𝑊
11.3. Connexió mixta.
Aquest circuit té un
funcionament mescla dels dos
anteriors i per tant l’explicarem amb
un exemple.
Activitat 10:
Dades:
U=24 V
R1=10 W
R2=20 W
R3=30 W
9. Circuits elèctrics 3rESO
21
El procediment de càlcul és molt similar i inclou els passos següents:
a) Càlcul de la resistència equivalent. Tenim que R2 i R3 estan en paral·lel entre elles i en sèrie
amb R1, per tant,
𝑅23 =1
1𝑅2
+1𝑅3
=1
120 Ω
+1
30 Ω
= 12 Ω
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅23 = 10 Ω + 12 Ω = 22 Ω
b) Es calcula la intensitat total que subministra el generador,
𝐼 =𝑈
𝑅=
𝑈
𝑅𝑇=
24 𝑉
22 Ω= 1,091 𝐴
c) Es calcula les tensions de treball dels resistors,
és molt important determinar quines tensions parcials hi ha al circuit, així tenim que la
tensió del generador es reparteix entre R1 i el conjunt de R2 i R3.
𝑈 = 𝑅 · 𝐼;
𝑈𝑅1 = 𝑅1 · 𝐼𝑅1 = 10 Ω · 1,091 𝐴 = 10,91 𝑉
𝑈𝑅2 = 𝑈𝑅3 = 𝑅23 · 𝐼 = 12 Ω · 1,091 𝐴 = 13,091 𝑉
puguem comprovar que: 𝑈𝑅1+𝑈𝑅2 = 10,91 𝑉 + 13,091 𝑉 = 24 𝑉 = 𝑈
d) Ara es poden calcular les intensitats que recorren els resistors R2 i R3,
𝐼𝑅2 =𝑈𝑅2
𝑅2=
13,091 𝑉
20 Ω= 0,654 𝐴
𝐼𝑅3 =𝑈𝑅3
𝑅3=
13,091 𝑉
30 Ω= 0,436 𝐴
Puguem comprovar que: 𝐼𝑅2 + 𝐼𝑅3 = 0,654 𝐴 + 0,436 𝐴 = 1,09 𝐴
e) Finalment es poden calcular les potències de cada resistor,
𝑃𝑅1 = 𝐼𝑅1 · 𝑈𝑅1 = 1,091 𝐴 · 10,91 𝑉 = 11,902 𝑊
𝑃𝑅2 = 𝐼𝑅2 · 𝑈𝑅2 = 0,654 𝐴 · 13,091 𝑉 = 8,561 𝑊
𝑃𝑅3 = 𝐼𝑅3 · 𝑈𝑅3 = 0,436 𝐴 · 13,091 𝑉 = 5,707 𝑊
Puguem fer una comprovació final que es comprovar si la suma de les potències és igual a la
potència total,
𝑃𝑅1 + 𝑃𝑅2 + 𝑃𝑅3 = 11,902 𝑊 + 8,561 𝑊 + 5,707 𝑊 = 26,17 𝑊
𝑃𝑇 = 𝑈 · 𝐼𝑇 = 24 𝑉 · 1,091 𝐴 = 26,18 𝑊
9. Circuits elèctrics 3rESO
22
12. Connexió de generadors Les característiques que ens interessen per a connectar generadors són la tensió i la
capacitat. Així quan necessitem tensions diferents de les que ens poden proporcionar les
iles o acumuladors puguem recurrir a connectar diverses piles entre si. Segons el tipus
de connexions que fem obtenim dos muntatges bàsics.
15.1. Connexió en sèrie. Es connecta el pol positiu d’una pila al negatiu d’una
altra, quedant lliures dos terminals, un positiu i un altre negatiu que seran als quals es
connecta el circuit exterior.
Presenta les característiques
següents:
La tensió final és la suma de les
tensions de cada pila. Aquestes poden tenir tensions
diferents.
La capacitat del muntatge és la de la pila
amb menor capacitat.
Activitat 11:
Realitza les connexions necessàries per a connectar en sèrie tres piles de 2 V/1 200 mAh, 3,5 V/800 mAh i 7 V/500 mAh
dades:
U1=2 V; C1=1 200 mAh
U2=3,5 V; C2=800 mAh
U3=7 V; C3=500 mAh
𝑈 = 𝑈1 + 𝑈2 + 𝑈3
= 2 𝑉 + 3,5 𝑉 + 7 𝑉= 12,5 𝑉
𝐶 = 500 𝑚𝐴ℎ < 800 𝑚𝐴ℎ < 1 200 𝑚𝐴ℎ = 500 𝑚𝐴ℎ
15.2. Connexió en paral·lel. Es connecten tots els pols positius per una
banda i tots els negatius per una altra.
Presenta les característiques següents:
Totes les piles han de tenir la
mateixa tensió, per tant la tensió del muntatge serà
la d’una pila.
𝑈 = 𝑈1 = 𝑈2 = 𝑈𝑖
La capacitat del muntatge és la suma de les capacitat de cada pila.
U=U1+U2
U1
U2
U=U1=U2
U2
U1
U=U1+U2+U3
9. Circuits elèctrics 3rESO
23
Activitat 12:
Realitza les connexions necessàries per a connectar en paral·lel tres piles de 2 V/1 200 mAh, 2 V/800 mAh
i 2 V/500 mAh
dades:
U1=2 V; C1=1 200 mAh
U2=2 V; C2=800 mAh
U3=2; C3=500 mAh
𝑈 = 𝑈1 = 𝑈2 = 𝑈3 = 2 𝑉
𝐶 = 𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3 = 500 𝑚𝐴ℎ + 800 𝑚𝐴ℎ + 1 200 𝑚𝐴ℎ = 2 500 𝑚𝐴ℎ
Activitat 13:
Segons l‟esquema determina les característiques finals del muntatge dels generadors.
dades:
13. Les vivendes i l’electricitat Hui en dia ningú s’imagina una vivenda sense subministrament d’energia elèctrica.
Ara bé, no totes les vivendes necessiten disposar del mateix nivell de subministrament,
així segons la superfície de la vivenda i el nombre d’aparells electrodomèstics que han de
funcionar, el Reglament Electrotècnia de Baixa Tensió estableix uns nivells d’electrificació
que les instal·lacions de les vivendes han de complir. Aquestos nivells es poden veure a
la taula següent:
Connexió en sèrie
US=6 V+9 V+3V=18 V
CS=0,5 Ah< 2,5 Ah <50 Ah=0,5 Ah
Connexió en paral·lel
U=18 V+18 V=18 V
C=0,5 Ah+ 2,5 Ah=2,5 Ah
9. Circuits elèctrics 3rESO
24
CARACTERÍSTIQUES MÍNIM MITJÀ ELEVAT
Previsió de potència màxima 3.000 W 5.000 W 8.000 W
Nombre de circuits 2 4 6
Superfície màxima Fins 80 m2 Fins 150 m2 Fins 200 m2
Designació de circuits 1. Enllumenat
2. Endolls
1. Enllumenat
2. Endolls
3. Rentadora i escalfador
4. Cuina elèctrica
1. Enllumenat
2. Enllumenat
3. Endolls
4. Rentadora i escalfador
5. Cuina elèctrica
6. Calefacció elèctrica o aire condicionat
Secció mínima dels fils de cada
circuit
1. 1,5 mm2
2. 2,5 mm2
1. 1,5 mm2
2. 2,5 mm2
3. 4 mm2
4. 6 mm2
1.i 2. 1,5 mm2
3. 2,5 mm2
4. 4 mm2
5. 6 mm2
Utilització màxima de serveis
Enllumenat
Rentadora
Frigorífic
Electrodomèstics menuts.
Enllumenat
Rentadora
Escalfador
Rentaplats
Frigorífic
Electrodomèstics
menuts.
Enllumenat
Rentadora
Escalfador
Rentaplats
Frigorífic
Electrodomèstics menuts.
Calefacció elèctrica o
aire condicionat
Sala d‟estar
1 punt de llum cada 6 m2
1 endoll de 10 A+TT cada
6m2
1 punt de llum cada 6 m2
1 endoll de 10 A+TT
cada 6m2
1 punt de llum cada 6 m2
1 endoll de 10 A+TT cada 6m2
Endolls calefacció (TC)
Endolls aire condicionat (TAA)
Dormitoris 1 punt de llum
2 endolls de 10A + TT
1 punt de llum
3 endolls de 10A + TT
1 punt de llum
3 endolls de 10A + TT
Punts de
llum i preses
de corrent
Cuina 1 punt de llum
3 endolls 10 A + TT
2 punt de llum
3 endolls 10 A + TT
1 endoll de 16A + TT
1 endoll de 25A + TT
1 punt de llum
3 endolls 10 A + TT
1 endoll de 16A + TT
1 endoll de 25A + TT
TC, TAA
Banys 1 punt de llum
1 endolls de 10A + TT
1 punt de llum
1 endolls de 10A + TT
1 punt de llum
1 endolls de 10A + TT
TC, TAA
Vestíbul 1 punt de llum
1 endolls de 10A + TT
1 punt de llum
1 endolls de 10A + TT/12
m2
1 punt de llum
1 endolls de 10A + TT/12 m2
TC, TAA
Corredors 1 punt de llum
1 punt de llum cada 5 m2
1 punt de llum
TC, TAA
Enllumenat
66 % de potència
d‟enllumenat a 60 W per
punt
66 % de potència
d‟enllumenat a 60 W per
punt
66 % de potència d‟enllumenat a 60 W
per punt
Repartiment
de
Endolls de
força 2 200 W en una presa 2 200 W en dues preses 2 200 W en dues preses de cada circuit
càrregues Cuina 4 000 W al seu endoll 4 400 W al seu endoll
Electrodomèsti
cs amb
escalfament
3 500 W en rentadora
2 200 W en calentador
3 500 W en rentadora
2 200 W en escalfador
9. Circuits elèctrics 3rESO
25
Quadre general de comandament i
protecció
1 diferencial de 25 A i 30
mA
1 PIA de 10 A i de 15 A
1 IGA
1 diferencial de 25 A i 30
mA
1 PIA de 10 A, 15 A, 20
A i 25 A
1 IGA
1 diferencial de 25 A i 30 mA
2 PIA de 10 A i 25 A
1 PIA de 15 A i 20 A
1 IGA
Les instal·lacions elèctriques de les vivendes han
de seguir la normativa que estableix el REBT, així la
secció dels cables han de ser les adequades per a la
potència dels aparells als quals han d’alimentar. En
el cas què es col·quen cables de menor secció de la
necessària (bàsicament per estalviar diners en la
instal·lació), es pot produir un escalfament excessiu
del cable i arribar a provocar incendis per aquest
motiu.
Així mateix el REBT estableix el color dels cables que han d’utilitzar-se en les
instal·lacions elèctriques. La identificació dels cables per colors té dos motius
fonamentals, un per facilitar el muntatge de la instal·lació i l’altre per seguretat a l’hora
de fer reparacions en la instal·lació, cal identificar de forma clara i precisa quins són els
conductors actius (la fase) i quins són els conductors inactius (el neutre).
El cable de presa de terra és molt important en una instal·lació elèctrica, ja que
serveix de protecció a les persones en cas que algun aparell tinga una derivació del
conductor actiu.
Una dada que figura en tots els aparells
electrodomèstics és la seua potència. Aquesta dada
serveix, tant per fer-se una idea del consum
d’energia elèctrica que tindrà (segons el temps que
estiga en funcionament), com per saber si l’endoll o
el cable on el connectem pot suportar aquesta
potència. A la taula adjunta es poden veure les
potències més habituals d’alguns aparells
electrodomèstics.
Secció dels cables
Circuit Secció (mm2)
Enllumenat 1,5
Preses de corrent 2,5
Rentadora i escalfador
elèctric 4
Cuina i forn elèctric 6
Calefacció i aire
condicionat 6
Cables de fase: marró, negre i gris Cable neutre: blau Cable de terra: groc a bandes verdes
Potències indicatives
Aparell Potència (W)
Cuina elèctrica 2 000 ÷ 7 000
Forn 2 500
Rentaplats 2 000 ÷ 3 500
Rentadora 2 000 ÷ 3 500
Forn microones 600 ÷ 1 500
Planxa 700 ÷ 1 800
Torradora de pa 400 ÷ 1 500
Aspirador 300 ÷ 1 200
Frigorífic 150 ÷ 300
Batidora 100 ÷ 160
Molinet de café 45 ÷ 125
9. Circuits elèctrics 3rESO
26
Per finalitzar, a la imatge
puguem veure com s’organitza la
instal·lació elèctrica d’una vivenda.
Observem la col·locació dels
diferents dispositius de control i
seguretat així com l’alimentació als
diferents circuits que formen la
instal·lació.
Cal observar que tots els
aparells que estan a l’abast de les
persones, i tots els endolls estan
connectats a la presa de terra.
L’extrem d’aquesta es connecta a
una vareta de coure que estaca en
terra una profunditat d’1 metre,
14. L’electricitat i les persones El nostre contacte diari amb aparells i instal·lacions elèctriques es continu,
ara bé, el contacte amb l’electricitat pot representar un perill potencial
per a les persones. Per això el REBT estableix unes estrictes
normes de seguretat en el muntatge de les instal·lacions,
però és competència nostra adoptar totes les precaucions
possibles quan manegen aparells elèctrics.
14.1. Tipus d’accidents elèctrics
Els accidents elèctrics es poden produir de dues formes diferents.
Per contacte directe amb conductors. Es produeixen
per contacte directe amb un conductor actiu (una
fase), de forma que el circuit elèctric es tanca a terra a
través del cos de l’accidentat.
Aquest tipus d’accident ocorren quan l’usuari, de
forma accidental o per imprudència, fa de conductor
entre les instal·laciosn elèctriques habituals i terra.
Per contacte indirecte amb elements metàl·lics amb
corrent. Es produeixen quan l’usuari entra en contacte
amb carcasses metàl·liques d’aparells o instal·lacions
que normalment en troben aïllades, però que per
algun defecte s’han posat baix tensió.
9. Circuits elèctrics 3rESO
27
14.2. Efectes biològics del corrent elèctric
Els efectes del corrent elèctric sobre el cos humà poden ser molts diversos, des
d’unes lleugeres cuscunelles fins a la mort.
Els paràmetres de determinen la gravetat d’un accident elèctric són els següents:
Intensitat del corrent.
Temps d’electrocució
Recorregut del corrent elèctric pel cos.
A la imatge es poden
veure els efectes del corrent
elèctric relacionant la
intensitat del corrent i el
temps d’exposició al mateix.
Es poden veure tres zones
diferents.
1. Zona de seguretat.
Aquesta zona generalment
no presenta cap risc
fisiològic.
2. Zona de contracció
tetànica. Si augmentem la
intensitat o el temps
d’exposició s’entra en la zona
de tetanització muscular; els
músculs de braços i mans
s’engarroten, de forma que
l’accidentat ofereix una
resistència involuntària a soltar-se dels objectes elèctrics que li provoquen la
descàrrega.
3. Zona de fibrilació ventricular. En aquesta zona es produeixen alteracions en el
ritme cardíac. Les fibres musculars del cor comencen a contraure’s sense cap
control, així la sang deixa de circular i arriba oxigen al cervell. L’accidentat entra en
estat de coma , què en la majoria dels casos és mortal.
9. Circuits elèctrics 3rESO
28
Tot seguit pugueu veure una taula resum del efectes elèctrics.
EFECTES FISIOLÒGICS DEL CORRENT ELÈCTRIC
Intensitat Efecte Causa Esquema
1 4 mA Llindar de percepció
Amb intensitats baixes no es percep el pas del
corrent i a mesura que augmenta, aquest es
manifesta amb lleugeres cuscunelles.
4 10 mA Contacte elèctric El contacte produeix reaccions brusques i
involuntàries de rebuig.
10 20 mA Contracció tetànica L‟accidentat “s‟agarra” a l‟element conductor i no es
pot soltar.
20 25 mA Parada respiratòria Es produeix quan el corrent passa per un centre
nerviós que controla la respiració.
25 30 mA Asfixia
Quan el corrent passa a través del tòrax i els
músculs pateixen una contracció que impedeix la
respiració.
50 80 mA Fibrilació ventricular Quan el corrent travessa el cor.
Activitat 14:
Busa informació, i explica com funcionen i com s‟utilitzen els dipositius elèctrics de recuperació cardiorespiratòria.
9. Circuits elèctrics 3rESO
29
Activitat 15:
Realització del quadern d‟activitats amb el programa simulador de circuits.
Activitat 16:
Busca informació i escriu una breu biografia de Nikola Tesla (pots afegir imatges)
9. Circuits elèctrics 3rESO
30
Activitat 17: Llig atentament i contesta a les preguntes.
L’ésser humà primitiu ja va intentar
envoltar-se de mitjans que li facilitaren la
vida i li proporcionaren més confort.
Pensa, per exemple, que el descobriment
del foc va suposar una font de calor i llum
molt valuosa. D’altra banda, els nuclis
humans van buscar assentaments
pròxims a fonts d’aigua. Es conserven
dades de canalitzacions hidràuliques molt
antigues que arribaven a les ciutats (els
jardins penjats de Babilònia estaven
regats d’aquesta manera). Un sistema al
qual s’ha donat més o menys importància,
segons el grau de desenvolupament de
cada cultura, és el de clavegaram. Els romans i els àrabs, per exemple, van idear
sistemes de recollida i evacuació d’aigües residuals.
Cadascuna d’aquestes instal·lacions s’ha anat desenvolupant
i perfeccionant fins arribar als nostres dies.Hui és normal obrir
una aixeta i obtindre aigua o encendre una caldera i
proporcionar calefacció a una vivenda. En el futur, les
instal·lacions dels habitatges arribaran a estar totalment
automatitzades i
funcionen sense
requerir la intervenció
humana: persianes
que puguen o baixen
segons l’hora del dia,
il·luminació automàtica al
nostre pas per les diferents habitacions controlades
amb sensors de presència, climatització de cada
habitació d’acord amb un programa d’horaris
establert, control per ordinador de la majoria de les
instal·lacions de l’habitatge, sistemes de protecció
contra intrusos, control remot de les instal·cions a
través d’Internet o del telèfon mòbil...
Aquesta part de la tecnologia que s’ocupa del
conjunt de sistemes que automatitzen les
instal·lacions d’un habitatge s’anomena domòtica.
No podem oblidar, això no obstant, que l’accés
a aquestes comoditats no és igual per a tothom, ja
que una gran part de la població mundial no té
electricitat o ha de desplaçar-se quilòmetres per
trobar una font d’aigua potable. Quan utilitzem tots
els serveis dels quals disposem, hem de ser
conscients de la nostra condició de privilegiats i fer-
ne el millor ús possible, evitant malbaratar energia o aigua.
Sabies que
La idea d‟equipar totes les instal·lacions de la
casa amb sensors connectats a un ordinador
programat és molt atractiva. Imagina com seria
de còmoda la nostra vida si tots els dies, en
alçar-nos, tinguérem el desdejuni preparat i el
bany a la temperatura que desitjàrem; si les
persianes pujaren i baixaren de forma
automàtica depenent de l‟hora o de la
lluminositat del dia; si el frigorífic portara un
inventari del que conté i del que cal comprar i
duguera a terme la comanda a un
supermercat; si el televisor ens connectara a
Internet i poguérem triar qualsevol pel·lícula,
programa o esdeveniment esportiu des de la
sala de la nostra casa; si els endolls que no
„sutilitzaren es desconnectaren
automàticament quan entraren xiquets a
l‟habitació; si els electrodomèstics a penes
consumiren i només es connectaren quan ens
acostàrem o els tocàrem, i moltes coses més.
Doncs bé, açò és una casa intel·ligent, i ja
n‟estan construint prototips.
9. Circuits elèctrics 3rESO
31
a) Explica l’etimologia de la paraula domòtica.
b) Explica el paper de l’electricitat en una casa intel·ligent.
c) Busca informació en internet sobre cases intel·ligents.
d) Quins desavantatges creus que poden tenir les cases intel·ligents.
9. Circuits elèctrics 3rESO
32
Activitat 17: Agafa una pila de petaca i fes-ne un croquis i una descripció escrita de la mateixa.
Croquis
Descripció
Recommended