Fonaments d'Electricitat: Circuits, Corrent i Resistència
El Circuit Elèctric i els seus Components
Un circuit elèctric està format per diversos components essencials:
- El generador, que proporciona l'energia elèctrica necessària.
- El receptor, que rep i transforma l'energia elèctrica en una altra forma d'energia.
- Els conductors, que uneixen els diversos components i permeten el pas del corrent.
- Els aparells de protecció, per poder governar i protegir el circuit de diferents anomalies.
Generador Elèctric i Força Electromotriu
El generador elèctric és tot dispositiu que transforma una altra classe d'energia en energia elèctrica, mantenint la diferència de càrrega elèctrica.
La força electromotriu (FEM) d'un generador és el treball realitzat sobre la unitat de càrrega que el creua per traslladar-la del pol positiu al negatiu.
Resistència Elèctrica i Resistivitat
La resistència elèctrica (R) és l'oposició que presenten els diferents conductors al pas del corrent elèctric.
La resistivitat elèctrica (ρ) d'un material es defineix com la resistència que ofereix al pas del corrent elèctric un conductor d'aquest material d'1 m de longitud i d'1 mm² de secció.
Materials Conductors, Aïllants i Semiconductors
Tipus de Materials segons la Conductivitat
Conductors
En els metalls, els diferents àtoms estan units per enllaços metàl·lics, la qual cosa els confereix una estructura geomètrica molt rígida.
Aïllants
Aquestes substàncies, a diferència dels metalls, no disposen d'electrons lliures, perquè necessiten tots els seus electrons de valència per formar els seus enllaços. Són mals conductors i posseeixen una resistència elèctrica molt elevada. Són aïllants els plàstics, la ceràmica, etc.
Semiconductors
Alguns elements, com ara el seleni, el silici i el germani, tenen 4 electrons de valència i, per formar la seva estructura, comparteixen aquests electrons amb electrons d'àtoms propers.
El Corrent Elèctric i la seva Intensitat
Intensitat del Corrent Elèctric
La intensitat del corrent elèctric és la quantitat de càrrega elèctrica que passa per una secció transversal d'un conductor en la unitat de temps.
Definició de Corrent Elèctric
El corrent elèctric és el moviment d'electrons per un conductor que, precisament per ser electrons, sortiran del pol negatiu del generador i es dirigiran per l'exterior del generador, pels conductors, cap al seu pol positiu.
Tipus de Corrent Elèctric
Corrent Continu (CC)
El corrent continu (constant) és aquell en el qual el flux de càrregues o electrons és constant en tot moment i no canvia de sentit.
Corrents Variables
Són aquells en què la intensitat és variable en el temps.
Corrent Continu Variable o Pulsant
És aquell en el qual el sentit de circulació del corrent elèctric sempre és el mateix.
Corrent Altern (CA)
És aquell en què el sentit de circulació del corrent elèctric és alternatiu; el seu nom dependrà de la forma del senyal. El més utilitzat és el sinusoïdal.
Efectes del Corrent Elèctric
El corrent elèctric, al seu pas per un receptor o per un conductor, pot produir els efectes següents:
- Efectes calorífics
- Efectes magnètics
- Efectes lluminosos
- Efectes químics
Llei d'Ohm, Treball i Potència Elèctrica
La Llei d'Ohm
La Llei d'Ohm estableix la relació existent entre les tres magnituds elèctriques estudiades:
- Resistència
- Voltatge
- Intensitat
Aquesta llei fou enunciada pel físic alemany Georg Simon Ohm l'any 1827.
Treball Elèctric
A partir de la definició de tensió o voltatge, podem definir el treball elèctric com l'energia que s'utilitza per desplaçar les càrregues elèctriques entre dos punts d'un circuit elèctric entre els quals existeix una diferència de potencial.
Potència Elèctrica
La potència elèctrica és el treball desenvolupat o utilitzat en la unitat de temps.
Resistors i la seva Associació
Els Resistors
Els resistors són components especialment dissenyats per oferir una determinada resistència al pas del corrent elèctric.
Tolerància i Potència Nominal dels Resistors
Tolerància
És un percentatge, en més o en menys, sobre el valor nominal que el fabricant es compromet a respectar en la fabricació del resistor.
Potència Nominal
És la potència que pot dissipar un resistor en condicions normals i per a una temperatura de treball generalment compresa entre 20 i 25 ºC.
Associació de Resistències
Hi ha tres tipus d'associació de resistències:
- Associació en sèrie
- Associació en paral·lel
- Associació mixta