Efectes corrent elèctric i màquines electromagnètiques

UNITAT 5 (2ªpart): CIRCUITS I MOTORS ELÈCTRICS

Efectes del corrent elèctric
Efectes del corrent elèctric Màquines electromagnètiques

5. Efectes del corrent elèctric
En un circuit no podem veure el pas del corrent elèctric, però el podem
detectar per la presència dels seus efectes tèrmics, lluminosos, magnètics,
acústics, dinàmics, etc.
5.1. Efectes tèrmics: L’efecte Joule
• Els aparells elèctrics quan fa estona que funcionen s’escalfen.
• En els circuits elèctrics el pas del corrent sempre provoca un
despreniment de calor. Com més Intensitat i més temps encesos més
s’escalfen. Això és degut al xoc dels electrons amb els àtoms del material
conductor.
• Molts aparells elèctrics es fonamenten en l’efecte Joule: estufes,
torradores de pa, forns elèctrics, etc. La seva funció és transformar
l’energia elèctrica en calor. Dues aplicacions particulars de l’efecte Joule
són les làmpades d’incandescència i els fusibles.

Cristina Rodon Balmaña
1/15
Departament de Tecnologia



5.1.1. Làmpades d’incandescència
•L’enllumenat artificial amb corrent elèctric s’inicia a partir
de l’any 1879, amb Thomas Alva Edison (amb filament de
carbó)
•Actualment, les làmpades incandescents consten d’una
ampolla de vidre d’alta puresa dins de la qual hi ha un
filament de tungstè (també conegut amb el nom de wolframi),
que és un metall amb un punt de fusió elevat (3400 ºC) i una alta
resistència elèctrica.
•En passar-hi el corrent elèctric, el filament s’escalfa fins a
temperatures d’entre 2000 i 3000 ºC, i es produeix el
fenomen de la incandescència, segons el qual el filament
emet radiacions lluminoses intenses com a conseqüència de
Vídeo
l’alta temperatura a què es troba.
2/15



5.1.2. El curtcircuit
•El curtcircuit es produeix quan el corrent elèctric va d’un pol del
generador a l’altre sense passar per cap receptor.
•Per tant, si no n’hi ha cap receptor, el corrent elèctric no troba a
penes resistència i circula amb molta facilitat, fet que comporta
un gran despreniment d’energia calorífica que pot arribar a
cremar tot el circuit.
•Per això, els curtcircuits poden provocar incendis i malmetre
Un curtcircuit, per tant, és un accident que es produeix
aparells i instal·lacions.
en un circuit elèctric quan el corrent elèctric va d’un pol a
l’altre del generador sense passar per cap receptor, fet
que provoca un gran despreniment d’escalfor que pot
resultar perillós.

3/15



5.1.3.Els fusibles
• Per evitar els efectes destructius dels curtcircuits, s’utilitzen els fusibles.
• Els fusibles són els elements de protecció més antics utilitzats en els circuits
elèctrics.
• Es fonamenten en l’efecte Joule. Construïts amb un material conductor de baix
punt de fusió, es col·loquen a l’inici de la instal·lació i al costat de l’aparell o circuit
que es vol protegir; si es produeix un curtcircuit, els fusibles detecten
l’augment de temperatura i es fonen, de manera que el circuit queda obert,
cessa el corrent i s’eviten altres conseqüències.
• Els fusibles van col·locats en el portafusibles que conté els terminals de
connexió. Normalment s’hi marca la intensitat màxima que són capaços de
suportar de manera permanent.

4/15



5.2. Efectes magnètics
Un dels efectes més importants del corrent elèctric és el magnetisme que provoca. Es pot
comprovar pràcticament que el pas del corrent elèctric per un conductor genera un camp
magnètic que té les mateixes propietats que el camp magnètic dels imants naturals.

5.2.1. L’electromagnetisme
Durant molts segles el fenomen del magnetisme va servir per fer experiències curioses,
però sense cap mena d’aplicació pràctica. Fins al principi del segle XIX, primer amb
l’experiment d’Oersted i anys més tard amb el de Michael Faraday, no es va fer evident la
relació entre l’electricitat i el magnetisme, l’anomenat electromagnetisme

L’electromagnetisme és la ciència que estudia la
relació entre el corrent elèctric i els camps magnètics.

5/15



5.2.1. L’electromagnetisme
Sabem que tot conductor recorregut per un corrent elèctric crea un camp magnètic.
Aquest camp és el que va fer moure la brúixola en l’experiment d’Oersted, en
interaccionar els dos camps magnètics, tal com succeeix en acostar dos imants.

–

G
+

En circular un corrent elèctric per un conductor,es crea un camp magnètic de forma circular al
seu voltant que es va afeblint a mesura que ens n’allunyem; per tant, les línies de força que el
representen formen cercles concèntrics cada vegada més separats.
Vídeo

6/15



5.2.1.1. La bobina

•Si enrotllem un conductor elèctric formant una volta o espira al costat d’una altra,
haurem construït 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.
•Si s’inverteix la polaritat de l’alimentació, els pols canvien de posició.

N S S N

Les bobines es fan amb fil de bobinar, fil de coure d’un sol conductor recobert per una fina
capa de vernís (esmaltat) que actua d’aïllant i que permet reduir les dimensions de les
bobines, que solen tenir moltes voltes o espires.

7/15



5.2.1.2. L’electroimant
Si a l’interior de la bobina hi col·loquem un nucli de ferro, en fer circular el corrent elèctric per
la bobina quedarà magnetitzat, i el camp magnètic es farà molt més intens que sense nucli, en
concentrar-se en el nucli el camp creat per la bobina. Haurem construït un electroimant.

El camp magnètic creat per la bobina es reforça considerablement en col·locar-hi un nucli de
material ferromagnètic.

S N

Un electroimant és un imant artificial temporal, ja que
només actua com a imant quan hi circula el corrent
elèctric. Està format per una bobina de coure i un nucli
de ferro.

8/15



5.2.1.2. L’electroimant

•Com hem vist, a diferència dels imants permanents, els electroimants es poden governar
tancant o obrint el circuit d’alimentació (El nucli es construeix de ferro dolç, un acer que,
pràcticament, perd tot el magnetisme quan no circula corrent per la bobina).
• A més, es poden obtenir camps magnètics molt intensos a base de construir bobines amb
moltes voltes o espires i fent-hi circular corrents elevats.
•Els electroimants són una de les grans aplicacions de l’electromagnetisme; s’utilitzen en
multitud d’aparells i màquines: timbres, relés, panys dels porters automàtics, frens
elèctrics de camions i autocars, grues per aixecar ferralla; és a dir, qualsevol aparell que
necessiti un camp magnètic intens i governable.

S N

9/15


Màquines electromagnètiques

6. Màquines electromagnètiques
Les màquines electromagnètiques més importants són els generadors i els motors.

6.1. Generadors electromagnètics
Un generador electromagnètic és una màquina motriu que
transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.
Els generadors electromagnètics es basen en el fenomen conegut com a inducció
electromagnètica.

La inducció electromagnètica és el fenomen pel qual, en
moure un imant dins d’una bobina de fil conductor o a
l’inrevés, es genera (indueix) un corrent elèctric a la bobina.

Vídeo
mA mA

10/15




Els generadors electromagnètics consten bàsicament de dues parts:
una fixa, l’estator, i una altra de giratòria, el rotor.

Bobines (induïr) Estator
Pols magnètic (inductor)
Rotor
Lamel.les

Escombretes

+ –
Col.lector

Circuir exterior

11/15



Hi ha dues classes de generadors electromagnètics:

• Els alternadors: Els • Les dinamos: Les dinamos
alternadors generen un corrent generen un corrent continu
altern (CA), i s’utilitzen a les (CC)
centrals elèctriques

12/15



6.2. Motors elèctrics

Un motor elèctric és una màquina motriu que transforma
l’energia elèctrica en energia mecànica.

13/15




Parts constitutives dels motors

Bobines Estator
Pols magnètic
Rotor
Lamel.les

Escombretes

Col.lector

+ –
Circuir d’alimentació

14/15



Funcionament dels motors
Els motors elèctrics es basen en el següent fenomen:

Escombretes
Circuit
alimentació
N
exterior
–
+ Espira

M M
S
Lamel.les

Vídeo

15/15

Efectes corrent elèctric i màquines electromagnètiques

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Efectes corrent elèctric i màquines electromagnètiques

Similar to Efectes corrent elèctric i màquines electromagnètiques (20)

More from Cristina Rodon

More from Cristina Rodon (20)

Efectes corrent elèctric i màquines electromagnètiques