1

ELECTROTÈCNIA

LLEIS BÀSIQUES DELS CIRCUITS ELÈCTRICS

Estructura dels àtoms

Electrons: Giren a gran velocitat al voltant del nucli i descriuen òrbites el·líptiques. La seva càrrega elèctrica és negativa.

Protons: Formen el nucli de l’àtom. El valor absolut de la seva càrrega elèctrica és igual a la de l’electró però és positiva.

Neutrons: Són partícules elementals sense càrrega, situades al nucli de l’àtom.

Si un àtom perd un electró restarà carregat positivament (ió positiu o catió).Si un àtom captura un electró restarà carregat negativament (ió negatiu o anió).

2

Llei de Coulomb

La força d’atracció o repulsió entre dues càrregues és directament proporcional al producte de les càrregues i inversament proporcional al quadrat de les distàncies que les separa.

A l’aire o el buit:

Definim com a permitivitat o constant dielèctrica relativa Ɛr:

3

4

Camp elèctricLa intensitat de camp elèctric creada per una càrrega Q en un punt de l’espai és la força elèctrica que actua sobre una unitat de càrrega situada en aquest punt.

5

Energia potencial elèctrica

L’energia potencial elèctrica en un punt és el treball canviat de signe necessari per portar la càrrega des de l’exterior del camp (∞) fins a aquest punt.

6

ConductorsEls àtoms metàl·lics tenen pocs electrons a l’última capa electrònica, que està relativament allunyats del nucli. Aquests electrons recorren el metall de manera lliure i desordenada i es denominen electrons lliures (queden poc subjectes al nucli i amb molt poca energia els podem fer saltar)

AïllantsNo disposen d’electrons lliures perquè necessiten tots els seus electrons de valència per realitzar els seus enllaços.

7

SemiconductorsTenen 4 electrons de valència (com el silici, germani i seleni). Per formar la seva estructura comparteixen aquests electrons amb electrons d’àtoms propers (enllaç covalent).

8

El corrent elèctric. Intensitat

9

El sentit del corrent elèctric

A la pràctica s’utilitza el sentit convencional del corrent

10

Tipus de corrent elèctric

11

Generació de la força electromotriu

12

RESISTORS: Són els components realitzats especialment perquè ofereixin una determinada oposició al pas del corrent elèctric. Són components passius (no subministren guany al circuit)Paràmetres:

a. Valor nominal: Si mesurem el valor real de la resistència d’un resistor, veurem que aquest no coincideix amb el valor marcat pel fabricant. b. Tolerància: És un percentatge que el fabricant es compromet a respectar en la fabricació del resistor.

c. Potència nominal: És la potència que pot dissipar en condicions nominals i amb una temperatura compresa entre 20 i 25ºC.

CODI DE COLORS

13

La llei d’Ohm

14

La llei de Joule

Considerant que:

Podem afirmar que:

1J=0,24 cal

Lleis de Kirchhoff

15

Exemple aplicació Kirchhoff

16

Principi de superposició

Qualsevol circuit amb dos o més generadors es pot descomposar en tants circuits com generadors tingui.

17

Teorema de Thévenin

Qualsevol circuit amb terminals A i B es pot substituir per un altre circuit format per una resistència Rth en sèrie amb un generador

ideal de FEM εth

εth: És la diferència de potencial entre els terminals A i B calculada en circuit obert (sense la resistència de càrrega RL)

Rth: És la resistència vista des dels terminals A i B18

Teorema de Norton

Qualsevol circuit amb terminals A i B es pot substituir per un altre circuit format per una resistència RN en paral·lel amb un generador

de corrent IN

El corrent IN del generador de corrent és igual al corrent que circularia entre els punts A i B si substituïm RL per un curtcircuit.

RN: És la resistència vista des dels terminals A i B. Es calcula igual que Rth. 19

Circuit divisor de tensió

20

Però, si tenim resistències de càrrega…

21

Circuit divisor de corrent

22