Circuits elèctric en sèrie, paral·lel i mixta

Circuit en sèrie
Un circuit en sèrie és un terme que s'utilitza en electricitat per referir-se a un circuit elèctric on els components (resistències, condensadors, fonts, ...) són a la mateixa branca, posats l'un darrere l'altre.

Les característiques de funcionament dels receptors connectades en sèrie són les següents:

-El corrent elèctric que circula per cada receptor és el mateix.

-La tensió d'alimentació del circuit es reparteix entre els diferents receptors.

-Si s'espatlla un receptor o el desconnectem, la resta deixa de funcionar.

Circuit paral·lel

Circuit en paral·lel és un terme que s'utilitza en electricitat per referir-se a un circuit elèctric on els components (resistències, condensadors, fonts, ...) són en diferents branques, posats de manera que els respectius extrems són connectats entre si.

Els diferents receptors d'un circuit estan acoblats en paral·lel quan cadascun d'ells està connectat al pol positiu i al pol negatiu de la pila, de manera que estan alimentats per la mateixa tensió.

Les característiques de funcionament dels receptors en paral·lel són les següents:

- Cada receptor rep la mateixa tensió.

- Si s'espatlla o desconnectem un receptor, els altres continuen funcionant.

- El corrent elèctric total del circuit és la suma dels corrents de cada receptor.

Els receptors, en la majoria d'instal·lacions elèctriques, es connecten en paral·lel, perquè d'aquesta manera funcionen a la mateixa tensió i si falla algun d'ells, la resta continua funcionant.

Circuit mixte

Quan els elements estan distribuïts en un mateix circuit en grups en sèrie o bé en paral·lel. 

                                       

En el cas dels generadors, per tal que pugui funcionar moltes hores, s'utilitzen piles connectades entre si en paral·lel; però també es poden connectar altres generadors en sèrie per tal d'obtenir la tensió que necessita la bombeta.

ELS CONDENSADORS

Un condensador és un dispositiu que emmagatzema energia en el camp elèctric que s'estableix entre un parell de conductors els quals estan carregats però amb càrregues elèctriques oposades. Històricament els condensadors han adoptat la forma d'un parell d'armadures de metall, ja siguin planes o enrotllades en un cilindre, però de totes maneres entre qualsevol parell de conductors en qualsevol disposició sempre es dóna el fenomen de la capacitància.

Un condensador és format per dos elèctrodes, o armadures, separades per un dielèctric que evita que les càrregues elèctriques passin d'un elèctrode a l'altre. Les càrregues poden arribar a les armadures per altres camins, per exemple procedents d'una bateria, però si es treu la bateria les càrregues continuaran a les armadures. D'acord amb la llei de Coulomb les càrregues separades pel dielèctric s'atreuen entre si i es crea un camp elèctric entre les armadures. El condensador més simple consisteix en dues armadures amples separades per una capa prima de material dielèctric.

LES RESISTÈNCIES FIXES I VARIABLES

RESETÈNCIES FIXES:

Limitar o regular la quantitat de corrent que circula per un circuit determinat.

Protegir alguns components pels quals no ha de circular una intensitat de corrent gaire alta.



SÍMBOL:






POTENCIÒMETRES:

Són resistències varables que s’utilitzen als circuits electrònics per provocar aigudes de tensió.

POTENCIÒMETRE EN MINIATURA:

Aquest potenciometre es per soldar a una placa pero no es pot cambiar la intensitat cada cop que vulguis.



POTENCIÒMETRE DE PERILLA:

Aquest potenciòmetre es de intensitat variable, tu pots cambiar la intensiat manualment.



SÍMBOL DE POTENCIÒMETRE:




RESISTENCIES VARIABLES


Són resistències, el valor varia en funció d'algun paràmetre.


Potenciòmetre







Resistències que varien manualment entre zero i un valor indicat en el component. Aplicacions: regulació de la lluminositat d'una bombeta.


LDR





Resistència que varia en funció de la llum que rep. A més llum menys resistència

Aplicacions: Encesa i apagat dels fanals del carrer.



NTC




Resistència que varia en funció de la temperatura. A més temperatura menys resistència.

Aplicacions: Regulació d'un sistema de calefacció



PTC







Resistència que varia en funció de la temperatura. A més temperatura més resistència. Aplicacions: Regulació d'un sistema de calefacció.

ELS DÍODES I EL TRANSISTOR

DÍODE

En electrònica un díode és un dispositiu electrònic no lineal i polaritzat format per dos elèctrodes actius. El seu funcionament es pot extrapolar al d'una vàlvula hidràulica; així com una d'aquestes vàlvules antiretorn només deixen passar l'aigua en un sol sentit, un díode només deixa circular el corrent elèctric en un únic sentit i el bloqueja en el sentit contrari restringint el moviment dels electrons. 

De vegades se'ls denomina rectificadors, ja que són dispositius capaços de convertir un corrent altern en corrent continu mitjançant un muntatge especial anomenat pont rectificador.

Els primers díodes foren tant de material semiconductor, díode de punta de contacte (Greenleaf Whittier Pickard, 1906), com basats envàlvules de buit, díode Fleming (John Ambrose Fleming, 1904). Avui dia gairebé tots els díodes són de silici o d'altres materials semiconductors.

Funcionament díodes enllaç

TRANSISTORS

El transistor és un component electrònic semiconductor d'estat sòlid que s'utilitza com a amplificador o com a commutador, i té tres terminals que s'anomenen col·lector, base i emissor. Físicament, la base sempre està entre l'emissor i el col·lector: un petit corrent ovoltatge aplicat a un dels terminals controla el corrent als altres dos. El transistor és el component principal de tota l'electrònicamoderna i pedra angular dels dispositius electrònics moderns, i s'utilitza en ràdio, telefonia, ordinadors i altres sistemes electrònics. 

El transistor se cita sovint com un dels majors èxits del segle XX, i alguns el consideren un dels més importants avenços tecnològics en la història de la humanitat. Alguns transistors són envasats individualment, però la majoria es troben en circuit integrats.

En els circuits digitals, el transistor s'utilitza com un interruptor elèctric molt ràpid, i l'organització sistemàtica dels transistors permet que funcionin com a portes lògiques, memòries tipus RAM i microprocessadors.

Als circuits analògics els transistors s'usen com a amplificadors. Els amplificadors d'àudio, les fonts d'alimentació estabilitzades i els amplificadors de freqüència són circuits analògics que duen transistors.

LA LLEI D'OHM

La llei d'Ohm estableix que el corrent que travessa un circuit elèctric és directament proporcional a la diferència de potencial que hi ha entre els seus extrems i inversament proporcional a la resistència del circuit.

En termes matemàtics la llei s'expressa per mitjà de l'equació:



Al Sistema Internacional d'Unitats la unitat utilitzada pel corrent és l'ampere (simbolitzat com A), per la diferència de potencial és el volt(simbolitzat com V) i per a la resistència s'utilitza l'ohm (simbolitzat Ω).

Aquesta llei va rebre el seu nom en homenatge al seu descobridor, el físic alemany Georg Ohm, que el 1827 va publicar en un tractat les seves experiències i mesures resultants d'aplicar diferents voltatges i corrents a circuits simples amb diferents longituds de cable. L'equació que va presentar per explicar els seus resultats experimentals era més complexa que la que es presenta més amunt, que no va existir fins que el 1864 es va definir una unitat per a la resistència elèctrica.

UNITATS PRINCIPALS DE LES MAGNITUDS ELÈCTRIQUES

1. LA TENSIÓ
L'energia amb la qual un generador és capaç d'impulsar els electrons a través d'un circuit s'anomena tensió o f.e.m força .
La tensió també rep els noms de voltatge i difèrencia de potencial es mesuren en volts.Volt
El volt és la unitat de la diferència de potencial elèctric o força electromotriu. El seu símbol és V, és una unitat derivada del SI, i rep el seu nom en honor del físic italià Alessandro Volta (1745-1827).






2. INTENSITAT ELÈCTRICA

La intensitat elèctrica es el nombre de càrregues elèctriques que travessa el circuit per unitat de temps. La intensitat elèctrica es mesura en amperes.

Ampere
L'ampere o amper (símbol A) és la unitat del Sistema Internacional d'Unitats de la intensitat de corrent elèctric (I), i és una de les set unitats base del SI. Fou anomanada en honor d'André-Marie Ampère (1775-1836), matemàtic i físic francès considerat el pare de l'electromagnetisme.






3. RESISTENCIA ELÈCTRICA


La resistencia elèctrica és la dificultat que ofereixen els materials al pas del corrent elèctric, la unitat de resistencia és l'ohm. Tot els elements d'un circuit tenen resitència , pero normalment l'aparell receptor es el que en te més.Ohm
L'ohm és la unitat del SI per a la resistència elèctrica. El seu símbol és la lletra grega omega majúscula (Ω). L'ohm rep el seu nom per George Ohm, el físic alemany que va descobrir la relació entre el voltatge i el corrent elèctric, materialitzada a la llei d'Ohm.





4. LA POTÈNCIA

Una de les característiques més important dels receptors es la seva potència.
La potència es la capacitat que té un receptor de realitzar la seva funció i es mesura en watts.

Watt
El watt (símbol: W) és la unitat de potència del Sistema Internacional, és la quantitat d'energia en joules que és convertida, utilitzada o bé dissipada en un segon. Es tracta d'una unitat derivada que pren el seu nom de l'enginyer, inventor i constructor d'instruments l’escocès James Watt, per la seua contribució al desenvolupament de la màquina de vapor, cosa que fou uns dels desencadenants de l'inici de la Revolució Industrial. 

QUINS SÓN I QUINA FUNCIÓ TENEN ELS PRINCIPALS COMPONENTS D'UN CIRCUIT ELECTRÒNIC

• EL GENERADOR: Produeix el corrent elèctric. Una pila, és un generador. El generador té dos pols o borns. Per un surt les càrregues i de l'altra entra. D'aquesta manera es crea el corrent.

• CONECTORS: Condueix el corrent elèctric des del generador fins als altres elements del circuit. Normalment són de coure i estan coberts de plàstic.

• RECEPTORS: o altres components transforma el corrent elèctric que els arriba en llum.

• ELS INTERRUPTORS: Permeten controlar quan circula el corrent i quan no.

                                                   

                                       

FORMES DE PRODUIR ELECTRICITAT

PER REACCIONS QUÍMIQUES

Les substàncies químiques poden combinar-se amb certs metalls per iniciar una activitat química en la qual hi haurà transferència d'electrons produint càrregues elèctriques.

El procés es basa en el principi de l'electroquímica. El nombre de càrregues positives i negatives són iguals, de manera que tota la solució té una càrrega neta nul·la. Després, quan s'introdueixen en la solució barres de coure i zinc, aquestes reaccionen amb ella.

El zinc es combina amb els àtoms de sulfat; i ja que aquests àtoms són negatius, la barra de zinc transmet ions de zinc positius (Zn +); els electrons procedents dels ions de zinc queden en la massa de zinc, de manera que la barra de zinc té un excés d'electrons, o sigui una càrrega negativa. Els ions de zinc es combina amb els ions de sulfat i els neutralitzen, de manera que ara la solució té mes càrregues positives. Els ions positius d'hidrogen atrauen electrons lliures de la barra de coure per neutralitzar novament la solució. Però ara la barra de coure té una deficiència d'electrons pel que presenta una càrrega positiva.


PER PRESSIÓ

Quan s'aplica pressió a alguns materials, la força de la pressió passa a través del material als seus àtoms, desallotjant els electrons de les seves òrbites i empenyent-los en la mateixa direcció que té la força. Aquests fugen d'un costat del material i s'acumulen en el costat oposat. Així cessa la pressió, els electrons tornen a les seves òrbites.

Els materials es tallen en determineu formes per facilitar el control de les superfícies que hauran de carregar-se; alguns materials reaccionessin a una pressió de flexió en tant que altres respondran a una pressió de torsió. Piezoelectricitat és el nom que es dóna a les càrregues elèctriques produïdes per l'efecte de la pressió. L'efecte és més notable en els vidres, per exemple sals de Rochelle i certes ceràmiques com el titanat de bari.


PER ACCIÓ DE LA LLUM

La llum en si mateixa és una forma d'energia i molts científics la consideren formada per petits paquets d'energia anomenats fotons. Quan els fotons d'un raig lluminós incideixen sobre un material, alliberen energia. En alguns materials l'energia procedent dels fotons pot ocasionar l'alliberament d'alguns electrons dels àtoms.

L'efecte fotoelèctric es pot usar de tres maneres:

1.-fotoemisió: L'energia fotònica d'un raig de la llum pot causar l'alliberament d'electrons de la superfície d'un cos que es troben en un tub al buit. Llavors una placa recull aquests electrons.

2.-Fotovoltaica: L'energia lluminosa que s'aplica sobre una de dues plaques unides, produeix la transmissió d'electrons d'una placa a una altra. Llavors les plaques adquireixen càrregues oposades en la mateixa manera que una bateria.

3.-Fotoconducción.- L'energia lluminosa aplicada a alguns materials que normalment són mals conductors, causa l'alliberament d'electrons en els metalls, de manera que aquests es tornen millors conductors.



PER CALOR

A causa que alguns materials alliberen fàcilment els seus electrons i altres materials els accepta, pot haver transferència d'electrons, quan es posen en contacte dos metalls diferents.

Aquest mètode és anomenat termoelectricitat. Mentre més gran sigui la calor que s'apliqui, major serà la càrrega que es formi. Quan es retira la font de calor, els metalls es refreden i les càrregues es disparen.



PER MAGNETISME

Tots coneixem els imants, i els han manejat alguna que altra vegada. Per tant, hi podrà haver observat que, en alguns casos, els imants s'atreuen i en un altre cas es repel·leixen.
La raó és que els imants tenen camps de força que actuen un sobre l'altre recíprocament. La força d'un camp magnètic també es pot fer servir per desplaçar electrons.

Aquest fenomen rep el nom de magnetoelectricidad; a força d'aquest un generador produeix electricitat. Quan un bon conductor, per exemple, el coure es fa passar a través d'un camp magnètic, la força del camp subministrés l'energia necessària perquè els àtoms de coure alliberin els seus electrons de valència.

Tots els electrons es mouran en certa direcció, depenent de la forma en què el conductor encreuament el camp magnètic, el mateix efecte, s'obtindrà si es fa passar el camp al llarg del conductor. L'únic requisit és que hi hagi un moviment relatiu entre qualsevol conductor i un camp magnètic.