Guia Essencial d'Electricitat: Conceptes, Llei d'Ohm i Mesura

Conceptes Fonamentals del Corrent Elèctric

El corrent elèctric és un flux ordenat de càrregues elèctriques.

Corrent Continu (CC)

Un corrent continu és aquell en què les càrregues elèctriques es mouen contínuament en un sentit determinat i amb una velocitat mitjana que es pot considerar constant.

Magnituds Elèctriques Fonamentals

• Diferència de Potencial Elèctric (DDP o V): És la variació d'energia potencial elèctrica que un generador pot proporcionar a la unitat de càrrega elèctrica. També coneguda com a tensió o voltatge.
• Intensitat de Corrent Elèctric (I): És la quantitat de càrrega que travessa una secció determinada d'un conductor en un temps determinat.
• Ampere (A): Es defineix com el corrent que passa per una secció determinada d'un conductor quan una càrrega d'un coulomb la travessa en un segon.

Resistència Elèctrica i Llei d'Ohm

El pendent de cadascuna de les rectes en un diagrama V-I expressa una característica pròpia de cada conductor: la dificultat que tenen els electrons per circular pel seu interior. Aquesta característica és la resistència elèctrica del conductor (R) i es regeix per la Llei d'Ohm.

Tipus de Materials segons la seva Resistència

• Material òhmic: Si un material presenta un comportament lineal, és a dir, quan el seu diagrama V-I és una línia recta. Exemple: metalls.
• Material no òhmic: Quan un material té un comportament no lineal.

Resistivitat i Temperatura

La resistivitat d'un material depèn de la temperatura a la qual es troba. Experimentalment, es pot comprovar que en els materials òhmics la resistivitat presenta un comportament gairebé lineal en un ampli interval de temperatura.

El pendent de cadascuna de les rectes (en la relació resistivitat-temperatura) és una característica pròpia de cada material i l'anomenem coeficient de temperatura (α) del material.

Superconductors

Per a temperatures molt baixes, pròximes a 0 K (-273,15 ºC), el comportament de la resistència dels materials canvia radicalment i la resistivitat tendeix a anul·lar-se, és a dir, els materials deixen d'oferir resistència al pas del corrent elèctric i esdevenen superconductors.

Generadors de Corrent Continu

Un generador de corrent continu és un aparell que proporciona una diferència de potencial constant i, per tant, impulsa les càrregues elèctriques, que adquireixen una certa energia cinètica. Aquesta energia que adquireix la càrrega a causa de la DDP és l'energia elèctrica, que es dissipa parcialment o totalment en forma de calor.

Força Electromotriu (FEM) i Resistència Interna

Definim la força electromotriu (FEM o ε) d'un generador com l'energia comunicada a cada unitat de càrrega.

Quan les càrregues passen d'un born a un altre dins del generador, també troben una certa resistència a circular, que anomenem resistència interna del generador i representem amb r.

Instruments de Mesura Elèctrica

• Amperímetre: Mesura la intensitat de corrent que passa per un circuit elèctric o la d'un aparell elèctric. Es connecta en sèrie. La seva resistència interna ha de ser molt petita per no falsejar la lectura.
• Voltímetre: Per mesurar la DDP entre dos punts d'un circuit o la d'un aparell elèctric, utilitzem un voltímetre, el qual es connecta en paral·lel. La seva resistència interna ha de ser molt gran per no falsejar-ne la lectura.
• Òhmetre: Per mesurar la resistència elèctrica d'un circuit, utilitzem un òhmetre, el qual es connecta en paral·lel. En aquest cas, el circuit ha d'estar obert, ja que la resistència del circuit és alimentada pel propi mesurador.

Receptors Elèctrics: Motors i Cel·les Electrolítiques

Els motors són aparells que consumeixen energia elèctrica per transformar-la en energia mecànica, mentre que les cel·les electrolítiques la transformen en energia química.

Força Contraelectromotriu (FCEM)

Definim la força contraelectromotriu (FCEM o ε') d'un receptor com l'energia gastada per unitat de càrrega.