Màquines electromagnètiques

Les màquines electromagnètiques més importants són els generadors i els motors elèctrics.
Inducció electromagnètica: És el fenomen pel qual, en moure un imant prop d'una bobina de fil conductor i a l'inrevés, es genera un corrent elèctric a la bobina.
El circuit on es genera el corrent, s'anomena induït, i el que crea el camp magnètic inductor.


Generador electromagnètics: Són màquines motrius que transformen l'energia mecànica en elèctrica. Es basen en el principi de la inducció electromagnètica. Consten bàsicament de dues parts: una fixa, l'estator, i una altra de giratòria, el rotor.
A l'estador hi ha l'inductor: És la part del generador que crea el camp magnètic mer mitjà d'imans permanents o d'electroimants, s'utilitzen perquè permeten obtenir camps magnètics més intensos.
Al rotor s'hi col·loca l'induït: Que està format per un o diversos circuits bobinats en els quals es genera el corrent elèctric, que passa al circuit exterior a través del col·lector format per les lamel·les i les escombretes.
Dos tipues de generadors més importants són les dinamos, generadors de corrent continu (CC), i alternadors, generadors de corrent altern (CA).

Motors elèctrics: Són màquines motrius que transformen l'energia elèctrica en mecànica. El seu funcionament es fonamenta en la interacció dels camps magnètics de l'estator i del rotor.
Els mmotors de CC tenen la mateixa constitució que les dinamos, perquè es fonamenten en la seva resersibilitat.

Efectes del corrent elèctric

El pas d'un corrent elèctric per un circuit es menifesta pels efectes que té: tèrmics, lluminosos, magnètics, acústics, dinàmics, etc.

Efectes tèrmics, el pas del corrent sempre provoca un despreniments de calor, que augmentarà com més elevat sigui el corrent elèctric que hi circuli i més estona duri la connexió, que s'anomena Joule.
Dues aplicacions particulars de l'efecte Joule són les lèmpades d'incandescència i els fusibles.

Làmpades d'incandescència, actualment, les làmpades incandescents consten d'una ampollaa de vidre d'alta puresa dins de la qual hi ha un filament de tungstè (wolframi), que és un metall ammb un punt de fusió elevat i una alta resistència elèctrica.


Una de les conseqüencies del despreniment de calor en els circuits elèctrics són els curtcircuits.


Curtcircuit: Es un accident que es produeix quan un corrent elèctric va d'un pol a l'altre del generador sense passar per cap receptor, fet que provoca un gran despreniment de calor que pot arribar a cremar-lo, per evitar aquests efectes destructius s'utilitzen els fusibles.
Fusibles: Són elements de protecció del circuit, que el protegeixen dels efectes nocius  dels curtcircuits.


Efectes magnètics
El pas del corrent elèctric per un conductor genera un camp magnètic, que té les mateixes propietats que el camp magnètic dels imants naturals.

Electromagnetisme: És la ciència que estudia la relació mútua entre el corrent elèctric i els camps magnètics.
En circular un corent elèctric per un conductor crea un camp magnètic circular al seu voltant.


Si enrotllem un conductor elèctric formant una volta o espira al costat d'una altra, haurem construit una bobina. En connectar els seus extrems a una pila, els camps magnètics creats per cada espira se sumen a l'interior de la bobina. El resultat és d'un camp magnètic similar al d'un imant rectangular.
Si a l'interior de la bobinaq hi col·loquem un nucli de ferro, quedarà megnetitzat, i el camp magnètic serà molt més intens. Haurem construït un electroimant.


Electroimant: És un imant artificial temporal, format per una bobina i un nucli de ferro, que actua com a imant quan circula el corrent per la bobina. S'utilitzen en multitud d'aparells i màquines: timbres, panys de porters automàtics, frens elèctrics de camions i d'utocars...

Mesura de magnituds elèctriques

Aparells de mesura per a qualsevol de les magnituds del circuit elèctric: Voltímetres, amperímetres, ohmímetres i wattímetres. Poden ser analògics o digitals.
Els més importants són el voltímetre, l'amperímetre i l'ohmímetre.
Voltímetre: Es fa servir per saber la tensió entre dos punts del circuit elèctric i es connecta en paral·lel.
Amperímetre: S'utilitza per mesurar la intensitat que circula per qualsevol punt del circuit elèctric i es connecta en sèrie.
Ohmímetre: Es fa servir per mesurar la resistència d'un receptor.

Per mesurar la resistència, cal desconnectar-la. No pot haver-hi tensió.
Per mesurar tensions i intensitats s'utilitzen el multímetre o polímetre, conegut amb el nom de tester, és un aparell que porta integrades aquestes dues funcions, junt amb d'altres, com la mesura de resistències, potències...
Els multímetres solen tenir diverses escales per cada una de les magnituds que es volen mesurar i poden utilitzar-se tant en circuits de CC com de CA. N'hi ha d'analògics i de digitals

Connexió de receptors

Connexió en sèrie: És un circuit que alimenta més d'un receptor, i en el que els receptors que estan en sèrie estan connectats un a continuació de l'altre. En la connexió en sèrie, si un làmpada es fon, el circuit queda interromput. Característiques de funcionament dels receptors en sèrie:

La intensitat que circula per cada receptor és la mateixa. Si es desconnecta un receptor per qualsevol causa, el circuit queda obert, s'interromp el corrent i deixen de funcionar tots el receptors.

La tensió del generador es reparteix entre els receptors de manera directament proporcional a la seva resistència.

Connexió en paral·lel o derivació: Es un circuit que alimenta dos o més receptors, de manera que es pot tancar el circuit per cadascun dels receptors i cada receptor rep la mateixa tensió que és la del generador.

En la majoria d'instalacions elèctriques, els receptors es connecten en paral·lel, perquè així tots funcionen a la mateixa tensió.

Connexió mixta: Quan un circuit les làmpades estan connectades en paral·lel i en sèrie. La connexió de receptors només s'utilitza en la conecció de resistències en els circuits electrònics.






Connexió en generador:
les piles d'un circuit es connecten en sèrie per augmentar la tensió d'alimentació, en paral·lel per augmentar la durada de cada pila i en mixt per augmentar la tensió i la durada.

Circuits elèctrics: sistemes de connexió

Hi ha circuits que disposen de diferents receptors alimentats per un generador o més d'un. Aquests elements poden estar connectat en connexió en sèrie, en paral·lel o derivació i en connexió mixta.

Connexió en sèrie: Tots el elements es connecten l'un darrere de l'altre, de manera que en tots hi circula la mateixa intensitat de corrent.

Connexió en paral·lel o derivasió: El corrent elèctric es reparteix entre tots els elements, per tornar-ne a unir a la sortida.

Connexió mixta: Hi ha elements connectats en sèrie i d'altres en paral·el.

Magnituds elèctriques fonamentals

Les magnituds fonamentals que caracteritzem el corrent elèctric són: la tensió, la intensitat, la resistència i la potència.

Tensió: És l'energia amb la qual un generador és capaç d'impulsar electrons a través d'un circuit elèctric.

Intensitat: És el nombre de càrreges elèctriques que travessa un circuit per unitat de temps. Es mesura en amperes.

Resistència: És la dificultat que ofereixen els materials al pas del corrent elèctric. Es mesura en ohms.

Potencia: És la capacitat que té un receptor de realitzar la seva funció més intensament i/o amb més rapidesa. Es mesura en watts o en quilowatts.


Llei d'ohm

En un circuit elèctric, les tres magnituds bàsiques (tensió, instencitat i resistència) estan íntimament relacionades entre si. Es coneix com la llei d'ohm, en honor de Georges Simon Ohm que va dir:

 <<La intensitat del corrent elèctric que circula per un circuit és directamentproporcional a la tensioó que hi apliquem i inversament proporcional a la resitènci que ofereix.>>