Circuits elèctrics: components, tipus i funcionament

Què és un circuit elèctric?

Un circuit elèctric és un circuit tancat pel qual circulen els electrons. Té els elements següents: un generador que proporciona energia, un fil conductor, un interruptor i un receptor.

Corrent elèctric

Es denomina corrent elèctric la circulació d'electrons de manera contínua per un circuit.

Tipus de materials

• Conductors: tenen electrons que es mouen amb facilitat al seu interior. Exemple: tots els metalls.
• Aïllants: els electrons no poden circular lliurement. Exemple: fusta, vidre, plàstic…
• Semiconductors: tenen propietats intermèdies entre els materials conductors i els aïllants. Exemple: silici i germani. S'utilitzen en la fabricació de microprocessadors dels ordinadors.

Resistència elèctrica

És l'oposició que presenta un material al pas del corrent elèctric.

• Metalls: resistència quasi nul·la.
• Aïllants: resistència molt elevada.

Components d'un circuit elèctric

• Generadors: proporcionen l'energia necessària perquè els electrons es moguin. Exemple: piles i bateries.
• Receptors: són dispositius que transformen l'energia elèctrica en un altre tipus d'energia. Exemple: peretes, motors, resistències.
• Elements de control: s'utilitzen per a dirigir i interrompre el corrent elèctric. Exemple: interruptors, polsadors.
• Elements de protecció: si el corrent és molt elevat en un circuit, els cables i els components s'escalfen i es poden fondre o deixar de funcionar. Per evitar-ho, utilitzem fusibles.

Conceptes clau en electricitat

Voltatge o diferència de potencial

La quantitat d'energia que una pila o bateria (generador) és capaç de proporcionar a cada electró s'expressa pel voltatge o tensió i es mesura en volts (V).

Intensitat de corrent elèctric

És el nombre d'electrons que travessen la secció d'un conductor cada segon: I=Q/t

Llei d'Ohm

La resistència que un material oposa al pas de l'electricitat és el quocient entre la tensió aplicada en els seus extrems i la intensitat que el travessa.

Tipus de corrent elèctric

• Corrent continu: si connectem una pereta a una bateria, els electrons circulen sempre en el mateix sentit i amb una intensitat idèntica.
• Corrent altern: els electrons canvien de sentit 50 vegades per segon. No circulen sempre amb la mateixa intensitat.

Valor eficaç

El valor eficaç d'un senyal elèctric altern és el valor que hauria de tenir un senyal continu perquè ambdós produïssin el mateix efecte energètic.

Tensió elèctrica

La tensió elèctrica és l'energia que proporciona el generador als electrons per a mantenir-los en moviment. Aquesta energia és consumida pels receptors.

Potència elèctrica

La potència elèctrica és la capacitat que té un receptor elèctric qualsevol per a transformar energia en un temps determinat.