Video exemple de les pràctiques

Primera pràctica d'electricitat domèstica

At first, a video about a better and more ecological design in architecture.

http://www.ted.com/talks/michael_pawlyn_using_nature_s_genius_in_architecture

Then, the practice:

Anem a muntar la primera pràctica domèstica.

La idea és muntar el següent circuit teòric amb components reals dels que podem trobar en un habitatge:

Nosaltres disposem dels components reals muntats damunt d'una fusta, i de la regleta de connexions, que està dins la caixa d'empalmaments. Aquest seria el circuit real. Aquí al taller els tens damunt d'una fusta. A casa els tindries repartits per l'habitació; la regleta de connexions, a casa, estaria dins la caixa d'empalmaments. A la fotografia de dalt de tot, pots veure el rectangle de la caixa d'empalmaments a l'esquerra del llum.

Fixa't en el dibuix superior. De cada component hi surten dos cables, un per cada costat del component. ¿Series capaç d'esbrinar com connectar, a la regleta de connexions, cadascun dels dos cables de cada component per tal que el circuit real complís el que demana el circuit teòric?

Un cop ho hagis esbrinat, fes les connexions reals a partir dels components reals que trobaràs aquí:

Elabora un informe on hi surti reflectit el circuit teòric, el dibuix del circuit a la realitat, les connexions reals que has fet, i un resum de totes les incidències que et van succeint. Pots acompanyar-lo de fotografies.

Descarrega't, amb el següent enllaç, el formulari per a presentar les pràctiques:

Formulari d'informes 

Mesures amb voltímetre i amperímetre

Avui coneixerem dos instruments de mesura.

Voltímetre: aparell que serveix per mesurar diferències de potencial. Es connecta en paral·lel. És una mena de màquina amb una pantalla digital i dos cables que hi surten. La pantalla digital ens informa de la diferència que hi ha (la resta) entre el potencial del punt que toca un dels cables, i el potencial del punt que toca l'altre dels cables.

Amperímetre: aparell que serveix per mesurar intensitats de corrent. Es connecta en sèrie. Ens informa de la intensitat de corrent que el travessa. Si es vol mesurar el corrent que circula per un cable amb un amperímetre, cal tallar el cable i tornar a unir els dos trossos tallats posant l'amperímetre entre tots dos.

PRÀCTICA

Observa el següent circuit:

Ara ha de descobrir el valor de Va-Vb , Vb-Vc , Vp, I, fent servir l'amperímetre o el voltímetre segons convingui.

Per exemple, quan hagis de calcular la diferència de potencial Vb-Vc, faràs servir el voltímetre i el connectaràs així:

Quan hagis de calcular la intensitat I, faràs servir l'amperímetre i el connectaràs així:

Per a realitzar aquesta pràctica aniràs a la següent adreça web:

http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-dc

Després clickaràs a "Run now" i aniràs dient "d'acord" a tot el que et proposi.
Finalment se t'obrirà el programa simulador de circuits que et servirà per fer la pràctica. 
Rere el següent enllaç et podràs descarregar la fitxa per a fer el treball de la pràctica:

https://www.dropbox.com/s/3f7omhwyjn1cmdi/Formulari%20de%20les%20pr%C3%A0ctiques%20de%20introducci%C3%B3%20a%20l%27electricitatcrcuitvirtual.doc

Bona feina!


;-)
.

Empalmaments i estratègies per pensar i projectar.

Abans de començar la classe d'avui farem una petita activitat que ens ajudarà a entendre quina és la millor manera de realitzar un projecte, i quines condicions són les adequades.
A.- De primeres, agafaràs un paper i faràs un esquema, amb dibuixos, i molt pocs mots, que expliquin com es fa una torrada amb mantega i melmelada.

B.- Després veurem tots el següent vídeo, que anirem aturant a mida que el professor ho digui per tal d'analitzar el nostre dibuix i també per a reforçar el vocabulari en anglès.

http://www.ted.com/talks/tom_wujec_got_a_wicked_problem_first_tell_me_how_you_make_toast#t-444045

I ara ja ens centrarem en la temàtica estrictament elèctrica d'avui. 

Sovint, al llarg de les pràctiques d'electricitat, i en els muntatges elèctrics, cal fer "empalmaments". Els empalmaments són les connexions entre un cable i un altre.

Si jo vull connectar aquests dos cables, haig de seguir les normes de seguretat elèctrica. No puc de cap manera connectar-los així:

De vegades hi ha gent que entortolliga els coures dels dos extrems i després els embolica amb cinta aïllant. És poc segur fer-ho d'aquesta manera, perquè amb el temps, i els canvis de temperatura i d'humitat, la cinta aïllant pot desprendre's, i el coure queda al aire. El contacte del cos humà amb el coure pot provocar accidents, que moltes vegades són mortals.

Per a connectar de manera correcta els dos cables cal fer servir les regletes de connexió:

A la fotografia superior hi tens una regleta de connexions. El "tunel" que hi ha entre el forat A i el forat B de l'altra banda està folrat d'un tub metàl·lic conductor. De manera que si introdueixes l'extrem d'un cable al forat A, i el fixes prement el cargol amb el tornavís, aquest extrem queda connectat amb l'extrem de l'altre cable que introduiràs al forat B. A i B estan connectats. de la mateixa manera estan connectats els forats C i D, i així successivament.Tingues en compte que només està connectat A amb B; i C amb D. De cap manera no està connectat C amb A; ni C amb B. Els túnels juguen el mateix paper que jugava l'entortolligament i la cinta aïllant en la connexió mal feta. A la següent imatge es veu més clar l'interior de la regleta:

Així doncs anem a fer correctament la connexió dels dos cables:

Commutadors

Observa el següent circuït:

Algun enginyer ha pensat aquest disseny per a una habitació. Ha posat un interruptor al costat de cadascun dels llits per tal que qualsevol de les persones que hi descansa pugui apagar o engegar el llum. Creus que ho ha fet bé? Per què?

Ara observa aquest altre disseny:

Els símbols que surten al costat dels llits són dos commutadors. Els commutadors són elements de control. Els que veus en aquest circuït es diuen commutadors alternatius. Quan els prems fas que el corrent es desviï cap a A o cap a B. Creus que aquest disseny és millor o pitjor que l'anterior? Per què? 

Al primer circuït hi surten interruptors. Els interruptors tenen aquest símbol:

 

Quan l'interruptor està obert, el corrent no pot passar, perquè les càrregues elèctriques no poden passar, i els receptors connectats a la branca controlada per l'interruptor no funcionaran.

Quan l'interruptor està tancat, pot circular corrent, perquè les càrregues elèctriques poden circular, i els receptors connectats a la branca controlada per l'interruptor, funcionaran.

Al segon circuït, hi surten dos commutadors alternatius. Els commutadors alternatius tenen aquest símbol:

Si no fem res, el commutador fa que les càrregues elèctriques passin des del cable de l'esquerra fins al cable que comença a A. 

Si premem el commutador, el segment que observes en blau, es posarà a B i les càrregues passaran des del cable de l'esquerra fins al cable que comença a B:

Amb el commutador decidim si les càrregues passen pel cable de dalt o pel cable de baix (dels dos que veus a la dreta).

Externament, l'interruptor i el commutador alternatiu es poden diferenciar pel nombre de cables que surten de cadascun d'ells.  Si t'hi fixes, de l'interruptor hi surten dos cables; és a dir, cal que connectem dos cables. En canvi, del commutador alternatiu hi surten tres cables; és a dir, cal que connectem tres cables a cadascun d'ells, tal com pots veure en el dibuix dels circuits i dels símbols.

Més endavant estudiarem els commutadors d'encreuament

Circuït elèctric. Components del circuït elèctric.

Des que hem començat a estudiar l'electricitat, ha sortit sovint, en diversos exercicis, i en algunes explicacions, el concepte de circuit elèctric; però mai no ens hem aturat a pensar en profunditat què és un circuit elèctric, o bé com podem explicar què és un circuit elèctric.

Quan tenim una pila, una bateria o una font de tensió, tenim una diferència de potencial; és a dir, un dels costats de la pila té més potencial que l'altre. 

 Quan construïm un circuit elèctric el que fem és posar en contacte els dos costats de la bateria (o pila); el que té més potencial amb el que en té menys, mitjançant un cable i diversos elements que s'interposen entre els dos costats de la pila. 

 A l'esquema de sobre, hi podeu veure un exemple de cadascun dels diferents elements que poden aparèixer en un circuit. 
El piano elèctric és un RECEPTOR, ja que absorbeix l'energia que du el corrent elèctric que el travessa, i la converteix en altres formes d'energia (so, llum, calor). 
En negre teniu un interruptor que és un ELEMENT DE COMANDAMENT o CONTROLADOR. Els aparells de comandament o controladors permeten controlar el funcionament del circuit elèctric (deixar que passi el corrent o impedir-ho, desviar el corrent per una o altre branca, etc.). El component que veieu a la branca superior del circuit és un fusible i pertany al grup dels ELEMENTS DE PROTECCIÓ, que són els components que serveixen per protegir els receptors de una possible pujada d'intensitat de corren. 
La pila, com ja saps, és un exemple de GENERADOR; té la missió de proporcionar una diferència de potencial que permeti l'existència d'una intensitat de corrent I que viatgi del punt de més potencial cap el punt de menys potencial.
En blau, teniu el cable elèctric, que és un CONDUCTOR, i que serveix perquè les càrregues elèctriques es puguin moure i arribar d'un element a l'altre. Per tal que circuli corrent, cal que el circuit estigui tancat; és a dir, que comenci en un punt de potencial alt, i acabi en un punt de potencial més baix (en el cas de l'esquema superior, aquest potencial més baix és l'altre costat de la pila).

RESUMINT 

En un circuit elèctric, hi podem trobar cinc tipus diferents de components:

CONDUCTORS: Són els cables elèctrics, i n'hi ha de moltes menes. Són fils metàl·lics envoltats d'un material aïllant. El metall de què estan fets pot ser coure, alumini, aliatges de coure, aliatges d'alumini. En alguns casos es pot fer servir or o argent, però no és habitual a causa del seu preu. Els materials aïllants que envolten el fil metàl·lic poden ser de goma, de plàstic, de resines sintètiques o naturals, i en alguns casos de material tèxtil. 

De vegades, alguns cables estan ficats dins d'una coberta de plàstic que els embolcalla tots, formant com una mena de cable de cables. Segons el nombre de cables aïllats que tingui aquest "cable de cables" serà anomenat "unipolar", "bipolar", "tripolar", "quatripolar", "pentapolar", o "multipolar" si el cable té més de 5 cables dins d'ell. Per exemple, el següent cable és multipolar, perquè té sis cables dins d'ell.

RECEPTORS: ja els vam estudiar. Pots recordar-ho fent click aquí: receptors.

GENERADORS: són els components que proporcionen una diferència de potencial, gràcies a la qual es generarà un corrent electric positiu des dels punts de potencial més alt, cap als punts de material més baix.  Com a exemples de generadors tenim les piles elèctriques, les bateries (que són un munt de piles associades entre sí i que es poden recarregar), les plaques solars fotovoltàiques, les dinamos i els alternadors (que estudiarem més endavant).

ELEMENTS DE PROTECCIÓ: són els components que protegeixen la resta de components del circuit i la seguretat de les persones, ja que poden evitar accidents. Com a exemple d'elements de protecció tenim el fusible, que és com una petita bombeta amb un fil conductor molt prim que es fon de seguida que la intensitat de corrent puja més del compte. D'aquesta manera si la I puja, el fil del fusible es fon i la I es talla sense poder arribar al receptor del darrere (el qual es podria cremar si li arribés una I excessiva). Els interruptors magnetotèrmics o automàtics obren el circuit de manera automàtica impedint la circulació de la I quan detecten o bé un curtcircuit o bé una sobrecàrrega (massa receptors connectats en un habitatge). Es fan servir en els circuits de corrent altern (que estudiarem d'aquí a poc). Estan situats al quadre de comandament que hi ha a l'entrada de les cases.

L'interruptor diferencial: la seva missió és trobar fuites de corrent. Per aconseguir-ho mesura el corrent d'anada i el de tornada, i els compara. Si la diferència és massa alta, es dispara i el circuit queda obert, impedint la circulació de la intensitat de corrent I. Funciona en circuits de corrent altern i també està al quadre de comandament de l'entrada dels habitatges.

ELEMENTS DE COMANDAMENT O CONTROLADORS: com ja hem dit, serveixen per a decidir si per un circuit hi ha de circular corrent o no, i per decidir per quina branca ha de circular exactament el corrent. Hi ha molts exemples de controladors; interruptors, commutadors, polsadors. Les pràctiques que realitzarem en aquesta unitat ens ajudaran a comprendre com són, i com funcionen cadascun d'aquests elements controladors.

Ara convé explicar què és el que passa quan parlem de CURTCIRCUIT.

En corrent continu, tenim un curtcircuit quan posem en contacte directe, mitjançant un cable o qualsevol altre material conductor, els dos costats d'una pila o bateria. Quan diem contacte directe, ens referim a que en aquest cable o material conductor que uneix els dos costats de la pila no hi ha cap resistència ni receptor connectats. 

A la imatge superior, si posem en contacte, mitjançant un cable, els dos costats de la pila, tenim un curtcircuit. La intensitat que circula pel cable creixerà moltíssim, la pila començarà a descarregar-se vertiginosament i a escalfar-se de manera molt perillosa. Els curtcircuits són una de les principals causes d'accidents elèctrics i d'incendis en edificis, cal evitar-los de totes totes. El mateix efecte que fa el cable damunt la pila el podria produir un bassal d'aigua, unes claus, monedes, o qualsevol material conductor.

 Quan estudiarem el corrent altern, explicaren el curtcircuit en corrent altern, que també consisteix a posar en contacte directe mitjançant un conductor (i sense cap resistència o receptor entremig) dos punts de diferent potencial.   

.

.

Una mica més sobre el potencial

L'altre dia vam aprendre que el potencial es mesurava en Volts. 

I que dos punts d'un circuit, que enmig de tots dos no hi tenen res més que cable elèctric, i per on hi circula una intensitat de corrent diferent a zero, considerem que tenen el mateix potencial.

També vam aprendre que el corrent elèctric positiu (el moviment de les càrregues elèctriques positives) viatja sempre des de punts de potencial més alt fins a punts de potencial més baix. 

Recorda que el corrent elèctric és el moviment de les càrregues elèctriques per un conductor i que el mesurem a partir de la Intensitat de Corrent, que simbolitzem amb una I. La I és el nombre de Coulombs que passen per un punt d'un conductor en un segon.

I=(nº de Coulombs) / (nº de segons)

La I es mesura en Ampers.

Com anomenem al potencial d'un punt?

Anomenem el potencial d'un punt amb la lletra V. 

Així, el potencial del punt A s'escriuria com a Va, i el potencial del punt B s'escriuria Vb. 

De manera que si vull dir que el potencial del punt A val 3 volts, escriurem Va=3V.

Saps quin és el símbol d'una pila?

Saps quin potencial tenen els costats del símbol de la pila?