Conceptes Bàsics d'Electricitat i Components Elèctrics

Polímetre

És un aparell que permet mesurar magnituds diferents: tensions, intensitats (tant en corrent altern com en continu) i resistències. N'hi ha dos tipus:

• Polímetres analògics: Mostren el valor del mesurament per mitjà d'una agulla que es desplaça sobre unes escales calibrades.
• Polímetre digital: Mostra el valor en una pantalla numèrica.

Corrent Elèctric

És el pas d'electrons al llarg d'un conductor a causa de la diferència de potencial que crea un generador de corrent.

Corrent Continu (CC)

És el desplaçament d'electrons sempre en el mateix sentit, des del punt de més potencial fins al de menys potencial.

Corrent Altern (CA)

És el desplaçament d'electrons al llarg d'un conductor canviant de sentit moltes vegades a intervals regulars de temps.

Generadors de Corrent Elèctric

Són aparells que creen corrent elèctric en mantenir la diferència de potencial en els extrems del conductor.

• Piles i bateries: Produeixen electricitat per processos químics.
• Alternadors: Generen electricitat per sistemes mecànics.
• Cèl·lules solars: Aprofiten l'energia solar per produir electricitat (efecte fotovoltaic).

Piles

Són generadors de corrent continu no recarregables. S'esgoten quan se'n degraden els components. Tipus comuns:

• Piles salines: Formades per una barra de carbó (pol +), una carcassa de zinc (pol -) i serradures i sals (electròlit) entre els dos pols.
• Piles alcalines: Tenen major durada i capacitat que les salines.
• Piles de botó: Són xicotetes. Les de mercuri proporcionen 1,35 V, les de liti 3 V i les d'òxid de plata 1,55 V.

Bateries

Són generadors de corrent continu que poden recarregar-se. Tipus comuns:

• De plom-àcid: Formades per cèl·lules individuals interconnectades, compostes cadascuna per dos elèctrodes de plom dins d'un electròlit d'aigua i àcid sulfúric. Típiques en automòbils.
• De níquel-cadmi (Ni-Cd): Tenen elèctrodes de níquel (+) i cadmi (-). Recarregables però amb efecte memòria.
• D'ió liti (Li-ion): Tenen un càtode d'òxid de liti. Lleugeres, alta densitat d'energia, sense efecte memòria. Comunes en electrònica portàtil.

Magnituds Elèctriques Fonamentals

Llei d'Ohm

Relaciona voltatge, intensitat i resistència: V = I × R

• V: Voltatge (en Volts, V)
• I: Intensitat (en Amperes, A)
• R: Resistència (en Ohms, Ω)

Exemple 1: Voltatge = 9 V; Intensitat = 3 A → Resistència (R) = V / I = 9 V / 3 A = 3 Ω

Exemple 2: Voltatge = 9 V; Resistència = 300 Ω → Intensitat (I) = V / R = 9 V / 300 Ω = 0,03 A

Potència Elèctrica

És el treball que produeix el pas de corrent elèctric per unitat de temps. Es mesura en Watts (W).

Un Watt (W) és la potència que consumeix un receptor amb una tensió d'1 Volt (V) quan hi circula un corrent amb 1 Ampere (A) d'intensitat.

La potència elèctrica es calcula: P = V × I (Potència = Voltatge × Intensitat)

L'energia elèctrica es transforma en:

• Energia mecànica (en un motor elèctric).
• Calor (en una resistència - efecte Joule).
• Llum (en una làmpada).

Transformadors

És un dispositiu que converteix un corrent altern amb una tensió i intensitat determinada en un altre corrent altern de tensió i intensitat diferents, mantenint la potència (idealment). Està format per una bobina primària, una bobina secundària i un nucli de ferro laminat.

Motors Elèctrics

És un dispositiu que transforma l'energia elèctrica en un moviment de gir mecànic. Està format bàsicament per:

• Un imant o electroimant (estator, part fixa).
• Una armadura giratòria amb bobines (rotor, part mòbil).
• Un col·lector i escombretes (en motors de CC) per commutar el corrent a les bobines del rotor.

Components Electrònics Passius i Actius

Condensadors

És un component capaç d'emmagatzemar energia en forma de camp elèctric. Està format per dues plaques metàl·liques (armadures) separades per un material aïllant (com aire, paper, ceràmica, etc.) que s'anomena dielèctric.

Díodes

És un dispositiu semiconductor que permet el pas del corrent elèctric principalment en una sola direcció (polarització directa) i el bloqueja en la direcció oposada (polarització inversa).

Transistors

És un dispositiu semiconductor amb tres terminals que s'utilitza per amplificar senyals elèctrics o com a interruptor controlat electrònicament. Els terminals s'anomenen emissor (E), base (B) i col·lector (C).