elektrizitatea dbh2 teoria

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.2

1


ELEKTRIZITATEA

1. SARRERA.Elektrizitatearen presentzia handia da egunerokotasuneko hainbat egoeretan.

Elektrizitateari esker funtzionatzen dute oinarrizkoak diren objektuak, hala nola, elektratresnak, etxe eta hirietako argi-sistemak, ordenagailuak, igogailuak, fabriketako makinak, komunikazio sistemak (telefonoa, telebista), etab.

Elektrizitateak berebiziko garrantzia du oso erabilgarria egiten duen ezaugarriak baititu: .-Hainbat iturri ezberdinetatik lor daiteke (ur-jauziak, eguzkia, erregai fosilak, atomoen nukleoa, biomasa, etab.)..-Distantzia handietara garraiatu daiteke (garraio eta banaketa sarea)..-Aplikazio askotarako erabili daiteke: argia (bonbilla), beroa (erresistentzia), mugimendua (motor elektrikoa), soinua (burrunbagailua), etab.

Sarrerako galderak1) Adierazi zein den zentral mota bakoitzak

elektrizitatea ekoizteko behar duen baliabide energetikoa, eta berriztagarriak ala ez berriztagarriak diren.

ZENTRALA ITURRI ENERGETIKOA BERRIZTAGARRIAEZ BERRIZTAGARRIA

Zentral mareomotrizaZentral nuklearraZentral termikoaEguzki zentralaZentral eolikoaZentrala geotermikoaBiomasa zentralaZentral hidroelektrikoa

2) Adierazi energia elektrikoaren zein aplikazio edo efektu baliatzen duten ondorengo objektu teknologikoek: irabiagailua, aspiragailua, lanpara, txigorgailua, plantxa, sutontzia, ilea lehortzekoa, tinbrea, linterna, fluoreszentea, hortz garbitzaile elektrikoa.

**

2


2 KORRONTE ELEKTRIKOA

Elektroiak elektrizitatearen existentziaren erantzuleak dira. Elektroiak atomoen nukleoaren orbitan dabiltzan partikulak dira.

Karga negatiboa dute, beraz, energia elektrikoa eduki eta garraiatzen duten elementuak dira.

Badaude materialak (material eroaleak) atomoak -elektroiak- nukleora era ahulean lotuta dituztenak, beraz, erraz erauzi eta mugimenduan jarri daitezkeenak.

Korronte elektrikoa material eroale baten barruan dagoen elektroien jarioari deritzo

Korronte elektrikoari esker elektroiak puntu batetik bestera mugitzen dira, duten energia elektrikoa garraiatzeko eta baliatzeko.

2.1 MATERIAL EROALEAK ETA ISOLATZAILEAKMaterial eroaleek mugikortasun handia erakusten dute euren elektroietan, beraz, korronte

elektrikoa pasatzen uzten dute. Eskuarki, metalak eroale onak dira (kobrea, zilarra, etab.).Material isolatzaileak elektroiak atomora lotuta dituztenak dira, beraz, korronte elektrikoa

pasatzen uzten ez duten materialak dira. Horietako batzuk dira: plastikoa, egurra eta zeramika.

Galderak “Korronte elektrikoa”.1) Definitu zeure hitzekin zer ulertzen duzun korronte elektrikoaz.2) Material eroale eta isolatzaile mota asko dago. Idatzi ondorengo material hauetako zein

diren eroale eta zein isolatzaile: plastikozko bolia, urrezko eskumuturrekoa, borragoma, giltza, txanpona, alanbrea, zilarrezko eraztuna, plastikozko erregela, papera, egurrezko listoia, beirazko edalontzia.

3)Idatzi zein material motaz (eroale ala isolatzaile) egin beharko liratekeen ondorengo objektuak: kable elektrikoa, etengailua, bonbillaren haria, bihurkinaren heldulekua, elektrikari baten zapaten zola.

3


3. ZIRKUITU ELEKTRIKOA

Korronte elektrikoak garraiatutako energia baliatzeko beharrezkoa da zirkuitu elektrikoa erabiltzea.

3.1. ZER DA ZIRKUITU ELEKTRIKOA?

Zirkuitu elektrikoa euren artean konektatuta dauden elementu multzo bat da (pila, kableak, bonbilla, etab.). Elementuok ibilbide itxi bat eratzen dute bertatik korronte elektrikoa ibili dadin.

Definizioa: behar bezala loturik elektroien zirkulazioa ahalbidetzen duen eragile edo elementu elektriko multzoa da.

Zertarako da zirkuitu elektrikoa?

Zirkuitu elektriko baten eginbeharra elektroiek garraiatutako energia elektrikoa beste energia mota batean eraldatzea da (argizkoa, mekanikoa, soinuzkoa, etab.) lan baliagarri bat egiteko: bonbilla argitu, motorra mugitu, burrunbagailuak jo, etab.

Nola funtzionatzen du zirkuitu elektrikoak?

1) Sorgailuak energia elektrikoa ematen dio zirkuituari, korronte elektrikoko elektroiek garraiatuko dutena.

2) Energia elektrikoaren zati bat elektroiak sorgailutik hargailura mugitu edo bultzatzeko erabiltzen da.

3) Hargailura heltzean, elektroiek energia elektrikoaren zati gehiena ematen diote, argi, mugimendu, soinu edo bero bihur dezan.

4) Elektroiak sorgailura itzultzen dira (eroaletik) energiaz birkargatzeko.

4

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.23.2. ZIRKUTU ELEKTRIKOAREN ELEMENTUAK

Zirkuitu elektrikoa ibilbide itxi bat da, euren artean konektatutako osagaiek eratua. Osagai horiek sorgailuak, eroaleak, hargailuak eta kontrol-elementuak dira.

SORGAILUAZirkuituari energia elektrikoa ematen dion elementua da. Sorgailuak energiaz kargatzen ditu elektroiak eta “bultzatu” egiten ditu zirkuitu elektrikoan zehar ibili daitezen.

TENTSIOA (V)

Sorgailuek elektroiei ematen dien energia elektrikoa eta “bultzada indarra” tentsioa edo potentzial-diferentzia deritzo, eta voltetan (V) neurtzen da.

Sorgailu guztiek bi polo dituzte: positiboa (+) eta negatiboa (-). Zirkuitu elektriko batean korronte elektrikoak polo positibotik polo negatibora zirkulatzen du beti (hau da, potentzial handiagoa duten puntuetatik txikiagoa dutenetara).

Ariketa:Bilatu potentzial-diferentzia kontzeptua azalduko duen irudi bat.

EROALEAEroaleak kable, lamina, edo objektu metalikoak dira sorgailua hartzailearekin lotzen dutenak. Elektroiak eroaleen zehar bidaiatzen dute zirkuitu elektrikoan.

HARGAILUAK

5


Hartzaileak korronte elektrikoak garraiatutako energia elektrikoa hartzen du eta argi, mugimendu, magnetismo, soinu, bero, etab. bihurtzen du.

Bonbilla Motor elektrikoa Burrunbagailua Erresistorea

Argia sortzen du Mugimendua sortzen du

Soinua sortzen du Beroa sortzen du

KONTROL-ELEMENTUAK

Kontrol elementuak zirkuituaren funtzionamendua kontrolatzea ahalbidetzen dute. Burutzen duten oinarrizko funtzioa zirkuituak piztu eta itzaltzea da.

a) Etengailua:Etengailua sakatzean korrontea era iraunkorrean pasatzea ala

eragoztea permititzen da. Etengailuak bi konexio terminal ditu (sarrera eta irteera).

b) Pultsadorea:Pultsadorea sakatuta dagoenean korrontea pasatzen uzten da denbora batez.

Pultsadorea askatzean korrontea moztu egiten da.

c) Kommutadorea:Kommutadorea korrontea bide batetik ala bestetik

desbideratzeko erabiltzen da. Bi zirkuituen artean aukeratzen du: bat zabaltzean bestea ixten du.

Hargailu bera bi puntu ezberdinetatik kontrolatzeko aukera ematen du ere.

Etengailuaren antzekoa da, baina 3 konexio ditu (sarrera, irteera1, irteera 2).

3.2. SINBOLOAK ETA ESKEMA ELEKTRIKOAK

6


Osagai elektriko bakoitzak bere sinboloa du. Sinbolo elektrikoek era errazean adierazten dituzte osagai elektrikoak zirkuitu baten eskema elektrikoa lortzeko.

SorgailuakPila edo bateria Sorgailua (alternoa)

Kablea Konexioak:Lotura

Kable zubia

Bonbilla Motorra

Burrunbagailua Erresistentzia

Kontrol elementuak

Etengailua(polo bakarrekoa)

Etengailua(bi polokoa)

Pultsadorea NZ(Normalean Zabalik)

Pultsadorea NI(Normalean Itxita)

Konmutagailua(polo bakarrekoa)

Konmutagailua (bi polokoa)

Neurri elementuakVoltimetroa

Anperemetroa

ARIAKETAK: Zirkuitu elektrikoa

7


5) Azaldu ondorengo muntaketek zirkuitu elektrikoak eratzen dituzten ala ez.

A B C

6) Ondorengo zirkuituetan

azaldu zeintzuk funtzionatzen duten.

7) Marraztu ondorengo zirkuituen eskema elektrikoa:A B C

8) Azaldu zein etengailu itxi behar diren bonbilla pizteko.

8


9) Zehaztu bonbilla pizteko ze egoeratan egon behar diren etengailu eta pultsadoreak.

10) Azaldu ondorengo zirkuituen funtzionamendua

11) Aztertu nola funtzionatzen duten zirkuitu hauek, galderak erantzunez.

9

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.21 Zirkuitua 2 Zirkuitua

a) Ze bonbilla pizten dira 2 etengailua sakatzean? Zergatik?

b) Ze bonbilla pizten da 1 etengailua sakatzean?

c) Ze bonbilla pizten da etengailu biak sakatzean?

a) Ze hartzaile ibiliko da kontrol elementuaren ezker hanka aukeratzen badugu?

b) Ze hartzaile ibiliko da kontrol elementuaren eskuin hanka aukeratzen badugu?

c) Nola deitzen da zirkuituko kontrol elementua?

3 Zirkuitua 4 Zirkuitua

a) Zer gertatzen da 1 etengailua sakatzean?

b) Zer gertatzen da 2 etengailua sakatzean?

c) Zer gertatzen da etengailu biak sakatzean?

a) Zer gertatzen da pultsadorea sakatzean?b) Zer gertatzen da pultsadorea askatzean?c) Zer gertatzen da etengailua sakatzean?d) Zer gertatzen da kontrol-elementu biak

sakatzean?

4. MAGNITUDEAK ETA OINARRIZKO LEGE ELEKTRIKOAK

10

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.24.1. OINARRIZKO MAGNITUDE ELEKTRIKOA

Elektrizitatean oinarrizko hiru magnitude daude:1.- Korrontearen intentsitatea I.2.- Erresistentzia elektrikoa R3.- Potentzial-diferentzia edo tentsioa V

1) KORRONTE INTENTSITATEA

Definizioa: zirkuitu batetik segunduro igarotzen den elektroi kopurua da.

Bere neurri unitatea Anperea (A)Anperea= 6,24 x 1024 elektroi segundoko.

2) ERRESISTENTZIA

Erresistentzia elektrikoa material batek korronte elektrikoari ezartzen dion oztopoa da.Bere neurri unitatea Ohm (Ω) da.

Material (eroaleak eta isolatzaileak) eta osagai guztiek sortzen dute nolabaiteko erresistentzia elektrikoa. Halaber, eroaleen erresistentzia oso txikia da, isolatzaileena oso altua den bitartean.

a. Material eroalea: elektroiak erraz dabiltza erresistentzia txikiagatik.b. Material isolatzailea. Elektroiak ez dabiltza erraz, materialak eskaintzen duen erresistentzia altuagatik. Horregatik elektroiak elkarren artean talka egiten dute beroa sortuz (Joule efektua).

3) TENTSIOA edo POTENTZIAL DIFERENTZIA

Boltaia, tentsioa, potentzial-diferentzia elektroiak mugitzen dituen indarra da. Korrontea ibili dadin, beharrezkoa da elektroiak zirkuituan zehar “bultzatuko” dituen tentsioa egotea. Zirkuitu batean tentsio edo potentzial-diferentzia egon dadin sorgailua erabiltzen da. Definizioa: bi punturen arteko karga unitatearendako dagoen energia elektrikoaren aldea da.Neurri unitatea Volt (V) da. Zenbat eta tentsio handiagoa elektroiei ezarrikoz aien bultzada eta energia (zirkuitua zeharkatzeko9 handiagoa izango da, beraz, korronte elektriko handiagoa izango dugu.

MAGNITUDE ELEKTRIKOAK HIZKIA UNITATEA

4.2. OHMEN LEGEA

11

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.2Ohm legeak zirkuitu elektriko bateko oinarrizko hiru magnitudeen arteko erlazioa ezartzen du (intentsitatea, erresistentzia eta tentsioa). Ohm legea matematikoki adierazten ekuazio baten bidez.

Ohm legea, Georg Simon Ohm fisikari eta matematikari alemanak postulatutako elektrodinamikaren oinarrizko legea da eta edozein zirkuitu elektrikotan agertzen diren oinarrizko unitateen baloreekin estuki lotuta dago:

OHMEN LEGEA

V

I R

1. Tentsioa edo boltaia (V), voltetan (V).2. Korrontearen intentsitatea (I), anperetan (A) edo bere azpimultiploak.3. Kargaren erresistentzia (R) ohmetan ( ), edo bere multiploak.

Ekuazio honek zera adierazten du: Zirkuituko korrontea hazi egiten da tentsioa hazten bada.Hau da Tentsioa eta

Intentsitatea zuzenki proportzionalak dira. Zirkuituko korrontea murriztu egiten da erresistentzia handitzen bada.Hau da

Erresistentzia eta Intentsitatea alderantziz proportzionalak dira

ERRESISTENTZIA BATEN BALIOA AURKITU

V= I· R

12

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.2 Adibidez, 1,5 V-ko tentsioa duen pila bat eta 500 mA (miliampereko) korronte intentsitatea dabilen zirkuitu batera konektatuta dagoen erresistentziaren balorea kalkulatu nahi badugu, honela egingo dugu:

Estali “R”, askatu nahi dugun inkognita adierazten duena, kasu honetan erresistentzia ohmetan:

Hau da, tentsioaren balorea "V" zati korronte intentsitatearen balorea "A" amperetan.

Kasu honetan, eragiketa egoki egiteko, 500 miliampereak amperetara pasatu behar ditugu. Horretarako 500mA zati 1000 egin behar da:

Aldaketa egin ondoren, zatiketa egiteko prest gaude: Emaitza 3 ohmetakoa da.

KORRONTE INTENTSITAEAREN BALIOA AURKITU

Ikus dezagun orain zer gertatzen den korronte intentsitatearekin erresistentzia 3 ohmekoa barik 6 ohmekoa bada. Kasu honetan askatu behar den inkognita korrontearen balioa da “A”, beraz horri dagokion hizkia estaltzen dugu:

I

I

13

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.2Aldatu “V” pilak duen tentsioagatik, hau da, 1,5V eta “R” tokian 6Ω jarri zatiketa

eginez:

Emaitza honetan ikus genezake erresistentzia alderantziz proportzional adela korronte intentsitatearekiko, erresistentzia handitzerakoan (3tik 6ohmera) intentsitatea aldatu egin delako bere balorea murriztuz (0,25etik 0,50 amperera).

TENTSIOAREN BALIOA AURKITU

Tentsioa edo "V" jakiteko, "A" korronte intentsitatea eta "R" erresistentzia ezagututa, prozedura berdina jarraitu behar dugu, oraingoan "V”estaliko dugularik:

"A" eta "R" baloreak aldatuko ditugu:

Eragiketa honen emaitza da bila gabiltzan pilaren balioa boltetan. Beste modu bat formulak zuzenean aplikatzea da:

Korronte intentsitatea jakiteko formula:

I Zirkuituan dabilen korrontearen intentsitatea amperetan (A) V Tentsio edo boltaiaren balioa boltetan (V)R Hartzailearen erresistentziaren balorea ohmetan ( ).

Erresistentzia jakiteko formula:

Tentsioa jakiteko formula:

OHMEN LEGEA ARIKETAK

I

V

V

V

14

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.21.- Kalkulatu irudiko zirkuituan korronte intentsitatearen balorea

2.- Zein izango da zirkuitu honetan zehar dabilen intentsitatea?

3.- Zein izango da kasu honetan sorgailuaren tentsioa?

4.- Zein da zirkuitu honetan erresistentziaren balorea?

1.5V

4.5.V

100

I

12V

1O

2A

1OOO

24V

1.5A

15

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.25.- Oraingoan eguzki panel bat daukagu erresistentzia bati konektaturik. Kalkulatu kableak zeharkatzen duten korronte elektrikoaren intentsitatea?

8.- Irudiko zirkuituak 2 pila ditu seriean konektaturik. Boltajea 3V bada eta 40 erresistentzia. Kalkulatu kableak zeharkatzen duten korronte elektrikoaren intentsitatea?

7.- Zirkuituko amperemetroak 0.01 A adierazten du. Kalkulatu erresistentziaren balorea

6.-. Irudiko zirkuituak 2 pila ditu paraleloan konektaturik. Boltajea 1.5V bada eta 40 erresistentzia. Kalkulatu kableak zeharkatzen duten

9.- Zirkuituko amperemetroak 0.05 A adierazten du. Kalkulatu sorgailuaren tentsioaren balorea, erresistentzia 30 bada

5.40

2V

6.

40

1.5V

8.

40

3V

7. 0.01A

16

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.2Galderak. Neurriak eta oinarrizko legeak

1) Zirkuitu batean bonbilla (30) eta pila bat (9V) kokatzen ditugu. Kalkulatu bonbillatik pasatzen den korrontearen intentsitatea. (Marraztu zirkuitua).

2) Kalkulatu zelako erresistentzia jarri behar den zirkuituan pilak 5V ematen baditu eta bertatik ibiliko den intentsitatea 0,2 A bada.

3) Erresistentzia batetik (0,5) intentsitatea (0,25 A) badabil, ze tentsio izango du pilak? 4) Motor batek 1.1k erresistentzia du. Abian jartzeko 5mA intentsitatea behar du. Zelako

tentsioa izan behar du pilak?5) Zirkuitu batean 4.5V tentsioa duen pila eta 250 erresistentzia bat ditugu. a) Ze intentsitate dabil zirkuituan?b) Aldatu erresistentzia eta jarri 500 . Zer gertatzen da?c) Erresistentzia mantenduz, aldatu pila eta jarri 9V. Zer gertatzen da?d) Aldatu erresistentzia eta jarri 150 erresistentzia duen bonbilla bat. Zer gertatzen da?

4.3. KORRONTE ELEKTRIKO MOTAK

Dakizuenez, korronte elektrikoa elektroien mugimendua da sorgailuak emandako tentsioari ezker. Sorgailu motaren arabera bi korronte elektriko sor daitezke.

Korronte zuzenaPila , bateriak eta dinamoek sortzen duten korrontea da. Korronte mota honek ez ditu bere

balorea eta zentzua aldatzen denboran. Korronteak beti noranzko berdina jarraitzen du (pilaren polo positibotik polo negatibora).

Korronte alternoaKorronte mota hau zentral elektrikoetan sortzen da- tentsio oso altuak sor daitezke,

energia kopuru handiak eta erraz garraiatzeko moduan. Korronte alternoak balorea eta zentzua aldatzen ditu periodikoki denboran. Korronteak noranzkoa aldatu (“alternatu”) egiten du behin eta berriz.

17


5.ELEMENTUEN ELKARKETA:KONEXI MOTAK

Orain arte hargailu bakarreko oinarrizko zirkuitu elektrikoak aztertu ditugu. Halaber, batzutan zenbait hargailu kokatu behar izaten dira zirkuitu berean (zenbait bonbilla, burrunbagailua eta motor bat, zenbait erresistentzia, etab.).

Nola konektatu behar dira hartzaileak?Hartzaileak bi eratan konektatu daitezke: jarraian eta paraleloan.

5.1. JARRAIAN

Hargailuak jarraian daude guztietatik korronte berdina dabilenean. Elementuak bata bestearen atzetik kokatzen dira, kable berdina partekatuz.

Abantailak: energia gutxiago kontsumitzen da.

Desabantailak:1.- Hartzaileetako batek funtzionatzen ez badu, beste guztiak ere ez dute funtzionatzen.2.- Hartzaileak sortzaileko energia banatu

Zirkuituko erresistentzia totala elementu bakoitzaren erresistentzia batuz kalkulatzen da:

RTotala = R1 + R2 + R3 + …

5.2. PARALELOAN

Hartzaile bakoitzetik korronte independiente bat dabil. Hartzaileak paraleloan konektatzeko, kable nagusia bifurkatu egiten da (zenbat hartzaile, horrenbeste kable).

Abantailak: - Hargailuetako batek huts egiten badu, besteak

funtzionatzen jarraitzen dute.- Hargailu bakoitzak energia osoa hartzen du.

Desabantailak: jarraian kokatutako muntaketan baino energia gehiago kontsumitzen du.

Zirkuituko erresistentzia totala, elementu bakoitzaren erresistentzia baino txikiagoa da. Honela kalkulatzen da.

1 / RTOTALA= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

18

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.25.3. MIXTOA

Mixtoa edo jarraia-paraleloa. Zirkuituan hartzaile batzuk jarraian eta beste batzuk paraleloan elkartuta daude.

Erresistentzia totala erresistentzia partzialak atereaz (zirkuituaren atal bakoitzean) lortzen da.

Jarduerak: Elementuen elkarketa1. Ze ezberdintasun antzematen daiteke bi zirkuitu hauetan?

2. Marraztu behean aipatzen diren zirkuituen eskema elektrikoak.a) Pila, pultsadorea eta hiru bonbilla jarraian.b) Pila, etengailua, motorra eta erresistentzia (azken biak jarraian).c) Pila, etengailua, eta bi erresistentzia (azken biak paraleloan).d) Pila, etengailua, motorra eta burrunbagailua (azken biak jarraian), eta bi bonbilla paraleloan.

3. 10V-ko potentzial diferentzia batek 3A-ko korrontea eragiten du erresistentzia batean. Zenbateko balioa dauka erresistentziak? Zein izango litzateke korronte intentsitatea 50 V-tan konektatuko balitz?Zer esan nahi du zenbaki horrek(zenbat elektroi igaroko da)?Zein formula erabili duzu? Zein izena du?

4. 9V-ko potentzial diferentzia batek 3A-ko korrontea eragiten du erresistentzia batean. Zenbateko balioa dauka erresistentziak? Zein izango litzateke korronte intentsitatea 220 V-tan konektatuko balitz?

5. 10V-ko potentzial diferentzia batek 3A-ko korrontea eragiten du erresistentzia batean. Zenbateko balioa dauka erresistentziak? Zein izango litzateke korronte intentsitatea 50 V-tan konektatuko balitz?

19

Iñigo Aritza Ikastola TEKNOLOGIA D.B.H.26. Zein ote da zirkuitu baten potentzial diferentzia, bere intentsitatea 30 mA bada

eta erresistentzia 5 bada?

7. Zenbat denbora behar dute 8.000 Coulombek 10 A-ko intentsitatea eragiteko?

8. Zenbateko korronte intentsitatea igarotzen da eroale batean zehar, 2 segundotan 9.10 18 elektroi igaro badira, emaitza anperetan eman.

9. Zirkuitu honetako elementu ezberdinak izendatu. eta hurrengo galderak arrazoitu.

Zeinek emango du argi gehiago?Arrazoitu. Bonbila bat kentzen badugu zer gertatuko da bi zirkuitu horietan? Zein zirkuituk kontrajartzen dio erresistentzia handiagoa korrontearen

pasoari? Eta bigarren kasuan beste pila bat gehitzen badiogu paraleloan jarrita

aurreko galderetako erantzunak aldatuko al dira? Zer egingo zenuke bi kasutan argitasun bera izateko?

20

elektrizitatea dbh2 teoria

Documents