TEMA 4: CIRCUITS DE CORRENT CONTINU 1. Antecedents històrics 2. Naturalesa del corrent elèctric L’àtom és la part més petita d’un element químic que conserva les seves propietats 2.1. Càrregues elèctriques L’excés o el defecte d’electrons en un cos s’anomena càrrega elèctrica 2.2. El corrent continu El corrent elèctric és el desplaçament ordenat d’electrons a través d’un material A. Sentit del corrent elèctric El sentit en què es desplacen els electrons s'anomena sentit del corrent elèctric. Si posem en comunicació mitjançant un conductor dos cossos en què a un li falten electrons (positiu) i l'altre en té en excés (negatiu), s'estableix un desplaçament d'electrons lliures del cos negatiu al cos positiu. B. Classes de corrent elèctric - Corrent continu: Flux d’electrons constant i no canvi de sentit - Corrent altern: Flux d’electrons variable i si canvia de sentit - Corrent polsant: Flux d’electrons variable i no canvi de sentit C. Efectes del corrent elèctric - Calorífics - Lluminosos - Químics - Magnètics - Dinàmics 2.3. Propietats elèctriques dels materials - Conductors: Ofereixen molt poca dificultat al desplaçament dels electrons. Són bons conductors els metalls, com ara l'argent, l'or, el coure, l'alumini, etc. - Aïllants o dielèctrics: Ofereixen molta dificultat al desplaçament dels electrons, ja que tenen una estructura atòmica que els reté. Són aïllants els plàstics, la ceràmica, la fusta, etc. - Semiconductors: Són materials en els quals el nombre d'electrons lliures necessaris perquè es produeixi el corrent elèctric depèn de la temperatura i de les impureses del material. Les altes temperatures i la presència d'impureses afavoreixen el pas del corrent elèctric a través d'ells en un sentit determinat. Són semiconductors el seleni, el silici, el germani i d'altres. 3. El circuit elèctric Un circuit elèctric és un conjunt d’elements actius (proporcionen energia) i passius (dissipen energia) connectats entre si, de manera que permetin el pas del corrent elèctric permanent perquè existeixi una transferència d’energia 3.2. Magnituds elèctriques - Quantitat d’electricitat - Intensitat de corrent elèctric - Força electromotriu - Tensió, voltatge, diferencia potencial o ddp - Resistènica elèctrica - Conductància - Llei d’Ohm - Treball elèctric - Potència elèctrica 4. El circuit elèctric En un circuit elèctric de CC els receptors i els generadors poden estar connectats de diferents maneres en funció de les necessitats del circuit. Així, podem connectar diferents generadors per obtenir més intensitat de corrent o a l'inrevés, un mateix circuit pot alimentar diferents receptors. 4.3. Connexió de generadors - En serie - En paral·lel - En serie-paral·lel 4.4 Resistències Les resistències o resistors són dispositius utilitzats per introduir una dificultat o una resistència adicional al circuit Resistències fixes: tenen un valor constant dins d'uns marges de tolerància. El seu valor òhmic i la seva tolerància s'especifiquen mitjançant un codi de colors imprès sobre la càpsula de protecció. D'acord amb la seva construcció, podem diferenciar entre resistències aglomerades, de pel·lícula de carbó, de pel·lícula metàl·lica i bobinades. Resistències variables: també anomenades potenciòmetres o reòstats. Són resistències el valor òhmic de les quals es pot variar entre O i R, que és el valor que les identifica. Poden ser de pel·lícula de carbó i bobinades. Resistències dependents: fabricades amb materials semiconductors, en què el valor òhmic varia en funció de diferents característiques a les quals són sensibles. 7. Efectes tèrmics del corrent elèctric. Llei de Joule Efecte Joule = quan els materials conductors recorreguts per un corrent s’escalfen 7.1 Elements de protecció: fusibles Sobreintensitat: Intensitat superior a la nominal (l’assignada per al funcionament normal del circuit) Curtcircuit: quan la intensitat de corrent que provoca és superior a 3 vegades la nominal Sobrecàrrega: condició de funcionament del circuit elèctric sense defecte, que provoca una sobreintensitat Fusible: Aparell de protecció que té la funció d’obrir el circuit per la fusió d’elements dissenyats per a aquest fi TEMA 5: INSTAL.LACIONS ELÈCTIQUES DOMÈSTIQUES 1. Instal.lacions elèctriques L’electricitat és l’energia més utilitzada als habitatges perquè proporciona molts avantatges. Hi ha elaborades una sèrie de normes per garantir la seguretat en aquestes instal.lacions. Les normes estan en el Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió (REBT) i en les Instruccions Tècniques Complementàries (ITC-BT). 1.1 Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió La finalitat del REBT és: - Preservar la seguretat de les persones - Assegurar el funcionament normal d’aquestes instal.lacions i prevenir pertorbacions que puguin causar en altres instal.lacions i serveis - Contribuir a la fiabilitat tècnica i eficiència econòmica de les instal.lacions Una instal.lació de baixa tensió és el conjunt d’aparells i circuits agrupats amb la funció de produir, convertir, transformar, transmetre distribuir o utilitzar l'energia elèctrica amb tensions nominals U≤1.000 V en CA i U≤1.500 en CC. Les instal.lacions electriques de baixa tensió es classifiquen en: - Instal.lacions d’enllumenats exteriors: autopistes, places, jardins... - Instal.lacions domèstiques: interior d’edificis habitats - Instal.lacions industrials: edificis dedicats a la fabricació o manipulació - Instal.lacions en locals de concurrència pública: teatres, hotels, restaurants, hospitals Les IE estan formades per instal.lació d’enllaç que uneix la instal.lació interior, és a dir, uneix el punt de lliurament d’energia amb la instal.lacio de l’abonat a l’empresa. L’embarcament o presa general és la instal.lació entre la xarxa de distribuició i la caixa general de protecció: punt de lliurament de l’energia de la companyia amb l’edifici ”privat”. 1.2 La instal·lació d’enllaç La instal·lació d’enllaç està formada per: ● Caixa general de protecció: on hi ha els fusibles i elements de protecció. ● Línia general d’alimentació: uneix la caixa general de protecció amb la centralització de comptadors. ● Centralització de comptadors: conjunt de comptadors, elements de protecció i connexió de les derivacions individuals. ● Derivació individual: línia elèctrica que uneix l’equip de comptatge amb els aparells del quadre de comandament i protecció de la instal·lació interior (línia monofàsica i trifàsica). ● Els comptadors son els aparells destinats a mesurar l’energia elèctrica consumida per l’abonat 1.3 La instal·lació interior La instal·lació interior està formada per: ● un quadre de comandament i protecció ● circuits d’alimentació dels receptors de l’abonat ● un circuit de connexió de terra En funció del subministrament hi ha: instal·lacions domèstiques, industrials i locals de concurrència pública. 1.4 Instal·lacions domèstiques El quadre de comandament i protecció està format per: - Interruptor de control de potència màxima (ICPM) . Es un interruptor magnetotèrmic que té la funció d’evitar que la potència subministrada per la companyia superi la potència contractada per l’usuari. - Interruptor general automàtic (IGA) . Es l’interruptor general de la instal·lació interior. Es pot accionar manualment i disposa de protecció contra sobrecàrregues i curtcircuits. - Interruptor diferencial (ID). És l’aparell encarregat de protegir les persones de contacte directe - Petits interruptors automàtics (PIA) . Són interruptors magnetotèrmics que protegeixen de sobrecàrregues i curtcircuits - Dispositiu de protecció contra sobretensions (DPS). Són aparells que detecten les tensions perilloses per a la instal·lació. Desvia les sobretensions cap al terra a través dels conductes de protecció - Born de terra. És el punt de connexió de la xarxa de protecció interior que uneix les carcasses metàliques dels receptors amb la presa de terra de l’edifici A. Els circuits d’alimentació: Nivells o graus d’electrificació per als habitatges, segons REBT: a) Electrificació bàsica: mínim de cinc circuits, per a la utilització dels aparells d’ús comú: enllumenat, frigorífic, rentadora, etc., d’una potència total no inferior a 5.750 W a 230 V. b) Electrificació elevada: Disposa de més de cinc circuits que permeten el funcionament simultani d’una potència total no inferior a 9.200 W a 230 V. B. El circuit de connexió a terra: És el circuit de la instal·lació elèctrica que té la funció de protegir les persones dels contactes directes amb l’electricitat. 2. Aparells de comandament: Els aparells de comandament són operadors elèctrics que tenen la funció de controlar els circuits 2.1 Els interruptors L’interruptor és un aparell que té la funció d’obrir i tancar un circuit, i de deixar-lo en qualsevol dels dos estats fins que s’accioni un altre cop. L’interruptor té dues posicions: Posició de repòs (0 o OFF): es troba en circuit obert (no deixa passar corrent elèctric). Posició de treball (1 o ON): es troba en circuit tancat (deixa passar corrent elèctric). S’utilitzen per al comandament de molts aparells d’ús comú, com el televisor. 2.2 Els polsadors Els polsadors fan la mateixa funció que un interruptor, tancar i obrir un circuit, però només executen la seva funció mentre estan accionats (estat de treball) i tornen automàticament a l’estat inicial quan cessa l’acció (estat de repòs). Tipus de polsadors: 2.3 Els commutadors El commutador és un aparell de comandament que té tres borns de connexió: una entrada (a), o born comú, i dues sortides (b i c), o borns commutats. Permet tancar o obrir un circuit eléctric des de dos punts diferents. El commutador té dues posicions: Posició 0: el born està connectat a una de les dues sortides. Posició 1: desconnecta una sortida i connecta l’altra, és a dir commuta les sortides. S’utilitzen per encendre i apagar un llum des de dos punts d’una habitació. Un commutador fa la funció d’un interruptor si només emprem el born comú i una sortida qualsevol. Commutació de dos circuits: els circuits estan commutats, perquè no poden funcionar alhora; o bé funciona l’un, o bé l’altre. 2.4 El commutador d’encreuament És un dispositiu que té quatre borns de connexió, dues entrades (a i b) i dues sortides (c i d), i dues posicions de funcionament, que permeten invertir la connexió de les entrades amb la de les sortides. La connexió de les entrades amb les sortides es realitza: Posició 0: l’entrada a està en contacte amb la sortida c, i l’entrada b, amb la sortida d. Posició 1: l’entrada a està en contacte amb la sortida d, i l’entrada b, amb la sortida c; és a dir, s’encreuen les entrades i les sortides. S’utilitzen per encendre i apagar un llum des de més de dos punts d’una habitació. 3.Introducció a la domòtica Domòtica: tecnologia de l’automatització i control dels habitatges amb l’objectiu de millorar la qualitat de vida, facilitar tasques, augmentar la seguretat i optimitzar recursos. 3.1 Elements d’un sistema domòtic Sensors: capten els canvis físics a un espai determinat, transporta la informació i un dispositiu fa la seva acció. Actuadors: reben una ordre d’un sensor o d’una unitat de control i fan l’acció. Unitat de control: central que gestiona el sistema domòtic. Arriba la informació dels sensors, la processa i envia les ordres als actuadors. 3.2 Classificació dels sistemes domòtics Instal.lacions centralitzades: Sensors i actuadors →conectats al controlador Sensors→a les entrades Actuadors→a les sortides Es reprograma tot des de el mateix punt de control pero si falla el controlador falla tot el sistema Instal.lacions cablades: sensors i detectors connectats al controlador mitjançant cables Instal.lacions sense fils: els elements es comuniquen via radiofrequència. Instal.lacions distribuides: sense unitats de control, estan units amb un típic cablatge: bus Instal.lacions mixtes: instal.lacions descentralitzades, el control esta en diversos controadors petits. Si la unitat de control no funciona el sistema segueix funcionant. 3.3 Aplicacions de la domòtica Control i gestió d’energia: programació de la climatització, racionalització de càrregues elèctriques, gestió de tarifes, regulació de la il.luminació Automatització i control: centralització de l’encesa i el tancament de les llums, control de portes, finestres, persianes…, control i gestió del reg. Seguretat: programació d’alertes mèdiques, seguretat dels béns amb control d’accés, antirobatori… Comunicacions: control exterior del sistema, comunicació d’incidències i alarmes. 4.Sistema de tarifació energètica El mercat elèctric està format per empreses: generadores, distribuïdores, comercialitzadores i organismes de control i supervisió. Tarifes elèctriques: estableixen relació tècnica i comercial entre comercialitzadores i consumidors. Terme potència: potència contractada per l’abonat. (Kw). Terme energía: energía consumida i mesurada per el comptador (Kwh). Factor potència: determina el tipus de receptors connectats a la xarxa. Desfasen el corrent de la càrrega respecte la tensió. 5. Mesures d’ús, seguretat i conservació - Tenir les instal·lacions en les condicions de seguretat que estableix el REBT. Comprovar que els interruptors diferencials siguin d’alta sensibilitat i comprovar-ne, periòdicament, el funcionament. Suprimir qualsevol risc de contacte amb elements en tensió. Evitar els empalmaments de cables. No tocar mai aparells ni conductors elèctrics amb les mans o els peus molls, o damunt d’un sòl humit. No tenir aparells elèctrics al bany a l’abast de la mà. Si hi ha nens petits, procurar que els endolls siguin de seguretat o col·locar-los clavilles-tap de plàstic. Verificar que els aïllants no estan defectuosos. Reparar immediatament aparells espatllats. Fer ús de les assegurances enlloc d’intentar qualsevol reparació. https://portal.institutguindavols.cat/andromines/wp-content/uploads/2017/03/TEC_1BAT_ U5.pdf
