APUNTS Llei d'Ohm Tensió o voltatge (Volts V). Intensitat o corrent elèctric (Ampers A) (moviment d'electrons). Resistència (Ohms ℌ) (resistència al pas del corrent).
đ??ź(đ??´) =
�(�) �(ℌ)
Potència (Watts W)
đ?‘ƒ(đ?‘¤) = đ?‘‰(đ?‘Ł) ¡ đ??ź(đ??´)
đ??ź=
đ?‘ƒ
�
=
100� 220�
= 0,5đ??´
Circuit en sèrie
EXEMPLE: �� = �1 + �2 + �3
đ??źđ?‘…1 = đ??źđ?‘…2 = đ??źđ?‘…3 = đ??ź =
đ?‘‰đ?‘…1 = đ??źđ?‘…1 ¡ đ?‘…1 đ?‘‰đ?‘…2 = đ??źđ?‘…2 ¡ đ?‘…2 đ?‘‰đ?‘…3 = đ??źđ?‘…3 ¡ đ?‘…3
�
��
đ?‘…đ?‘‡ = 2 + 3 + 5=10â„Ś đ??ź=
10 10
= đ?&#x;?đ?‘¨
đ?‘‰đ?‘…1 = 1 ¡ 2 = đ?&#x;?đ?‘˝ đ?‘‰đ?‘…2 = 1 ¡ 3 = đ?&#x;‘đ?‘˝ đ?‘‰đ?‘…3 = 1 ¡ 5 = đ?&#x;“đ?‘˝
Circuit en paral·lel
𝑅𝑇 =
1
1 1 1 + + 𝑅1 𝑅2 𝑅3
𝐼 = 𝐼𝑅1 + 𝐼𝑅2 + 𝐼𝑅3 / 𝐼 = 𝑉 = 𝑉𝑅1 = 𝑉𝑅2 = 𝑉𝑅3
EXEMPLE:
𝑅𝑇 = 1
1
1 1
+ + 8 8 4
=2Ω
𝑉 10 = = 𝟏, 𝟐𝟓𝑨 𝑅1 8 𝑉 10 = = 𝟏, 𝟐𝟓𝑨 𝐼𝑅2 = 𝑅2 8 𝑉 10 = = 𝟐, 𝟓𝑨 𝐼𝑅3 = 𝑅3 4 10 𝑉 = = 𝟓𝑨 𝐼= 2 𝑅𝑇 𝐼 = 1,25 + 1,25 + 2,5 = 𝟓𝑨 𝐼𝑅1 =
Circuit mixt És una combinació de circuit en paral·lel i en sèrie.
𝑉
𝑅𝑇
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅𝐴𝐵 𝑅𝐴𝐵 = 𝐼= 𝐼𝑅1
1
1 1 + 𝑅2 𝑅3
𝑉 𝑅𝑇 = 𝐼𝐴𝐵 = 𝐼
𝑉𝐴𝐵 = 𝐼𝐴𝐵 · 𝑅𝐴𝐵
𝐼𝑅2 =
𝑉𝐴𝐵 𝑅2
𝑉𝑅1 = 𝐼𝑅1 · 𝑅1
𝐼𝑅3 =
𝑉𝐴𝐵 𝑅3
EXEMPLE: 𝑅𝑇 = 6 + 4 =10Ω
𝑅𝐴𝐵 = 1
1
1
+ 8 8
=4Ω
10 = 𝟏𝑨 10 𝐼𝑅1 = 𝟏𝑨 𝑉𝐴𝐵 = 1 · 4 = 𝟒𝑽 𝐼=
4
𝐼𝑅2 = = 𝟎, 𝟓𝑨 8
𝑉𝑅1 = 1 · 6 = 𝟔𝑽
4
𝐼𝑅3 = = 𝟎, 𝟓𝑨 8
Resistències Resistències fixes La resistència elèctrica és la dificultat que els material presten al pas del corrent elèctric. Les resistències es fan servir per: • Limitar o regular la quantitat de corrent que circula per un circuit. • Protegir alguns components pels que no hi ha de circular una intensitat de corrent molt elevada. Els símbols:
Codi de colors de les resistències
Resistències variables Potenciòmetre Els potenciòmetres són resistències variables que s'utilitzen als circuits electrònics per provocar caigudes de tensió. Varien la seva resistència entre 0 Ohms(Ω) i un valor màxim segons esl potenciòmetre. Potenciòmetre Símbol
Resistències variables amb la temperatura: NTC iPTC Dos tipus: • NTC: si la temperatura augmenta, la resistència disminueix. T↑, R↓ • PTC: si la temperatura augmenta, la resistència augmenta. T↑, R↑ Aquestes resistències es fan servir en circuit automàtics de regulació de temperatura. Símbols
Resistències variables amb la llum: LDR EL valor d'aquestes resistències disminueix, de milers d'Ohms a desenes, quan la intensitat de la llum que li arriba augmenta. Aquestes resistències es fan servir als fanals dels carrers perquè s'encenguin automà tics quan ja no hi ha llum.
Condensadors Els condensadors permeten emmagatzemar cà rrega elèctrica per poder-la utilitzar desprÊs. Està format per dues plaques metà l¡liques separades per un aïllant(dielèctric). S'utilitzen per filtratge i temporització. La Capacitat Ês la relació entre la cà rrega elèctrica que emmagatzema un condensador i el voltatge al qual se sotmet. L'SI la mesura en farads (F).
đ??ś(đ??š) =
đ?‘ž(đ??ś)
�(�)
C: capacitat en Farads; q: cà rrega en coulombs; V: voltatge en volts. Altres unitats de capacitat: Mil¡lifarad Microfarad
→ mF → 10-3F → ¾F → 10-6F
Nanofarad Picofarad
→ nF → 10-9F → pF → 10-12F
Si es connecten els terminals d'un condensador a una pila, el temps en que es trigarĂ a carregar el condensador serĂ quasi instantani, aquest temps es diu temps de cĂ rrega. I si s'uneixen els dos terminals del condensador, no trigarĂ quasi en descarregar-se, aquest procĂŠs s'anomena temps de descĂ rrega. Amb aquests temps de cĂ rrega i de descĂ rrega, els condensadors es fan servir com a temporitzadors. TEMPS DE CĂ€RREGA i DESCĂ€RREGA
đ?‘Ą =5¡đ?‘…¡đ??ś
R- Ohms (â„Ś); C- Farads (F); t- segons (s).
SĂmbols de condensadors: condensador sense polaritat
condensador amb polaritat
Semiconductors. DĂodes Els materials semiconductors sĂłn aquells que poden arribar a conduir electricitat si reben energia externa. Per millorar les propietats d'aquests, se'ls sotmet a un procĂŠs de dopatge, que consisteix a introduir Ă toms d'altres substĂ ncies. Segons la impuresa, els semiconductors poden ser: • Tipus P: El dopant tĂŠ defecte d'electrons. N'hi falten i, per tant, es creen "forats" que permeten als electrons circular am facilitat. • Tipus N: El dopant aporta electrons, que ajuden a millorar la conducciĂł elèctrica.
Unir un semiconductor de tipus P amb un de tipus N Si s'uneixen un semiconductor de tipus P amb un de tipus N obtenim un dĂode.
DĂode LED El nom de dĂode LED ve de l'expressiĂł en anglès Light Emitting Diode (dĂode emissor de llum). El seu comportament ĂŠs el mateix que el dels dĂodes normals, es torna conductor quan es polaritza directament, s'il¡lumina. Es necessiten entre 1,5-2V perquè es troni conductor i la intensitat ha de ser entre 10-20mA. La seva potència ĂŠs molt petita: đ?‘ƒ = đ?‘‰ ¡ đ??ź = 2 ¡ 0,02 = đ?&#x;Ž, đ?&#x;Žđ?&#x;’đ?‘ž EXEMPLE:
���� =
đ?‘‰đ??ľđ?‘Žđ?‘Ą −đ?‘‰đ??żđ??¸đ??ˇ đ??źđ??żđ??¸đ??ˇ
=
10đ?‘‰âˆ’2đ?‘‰ 20đ?‘šđ??´
=
8�
0,02đ??´
= 400â„Ś
Transistors Els transistors es poden considerar un dels components electrònics mÊs importants i a mÊs a mÊs un dels mÊs utilitzats. Està format per tres materials semiconductors als quals col¡loquem tres terminals. Segons les capes de semiconductors que fem servir:
• NPN
• PNP
Els transistors per què funcionin (que passi corrent del col·lector a l’emissor), ha d’arribar-li corrent a la base perquè funcioni.
ACTIVITATS 1.- Calcula: I, RT, VR, VR1, VR2, VR3
𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 = 4 + 6 + 8 = 𝟏𝟖Ω 10𝑉 𝑉 = = 𝟎, 𝟓𝟓𝑨 𝐼= 𝑅𝑇 18Ω 𝑉𝑅1 = 𝐼𝑅1 · 𝑅1 = 0,55 · 4 = 𝟐, 𝟐𝟐𝑽 𝑉𝑅2 = 𝑅𝑅2 · 𝑅2 = 0,55 · 6 = 𝟑, 𝟑𝟑𝑽 𝑉𝑅3 = 𝐼𝑅3 · 𝑅3 = 0,55 · 8 = 𝟒, 𝟒𝟒𝑽 2.- Calcula: I, IR1, IR2, IR3, VR3
𝑅𝑇 =
𝐼= 𝐼𝑅1
𝐼𝑅2 𝐼𝑅3
1
1 1 1 + + 𝑅1 𝑅2 𝑅3
=1
1
1 1 + + 4 8 6
= 𝟏, 𝟖𝟓Ω
𝑉 10 = = 𝟓, 𝟒𝑨 𝑅𝑇 1,85 𝑉 10 = = = 𝟐, 𝟓𝑨 𝑅1 4 𝑉 10 = = = 𝟏, 𝟐𝟓𝑨 𝑅2 8 𝑉 10 = = = 𝟏, 𝟔𝟕𝑨 𝑅3 6
3.- Calcula: I, IR1, IR2, IR3, VAB, VR3 1
𝑅𝐴𝐵 =
𝑉𝐴𝐵 2 = = 𝟎, 𝟔𝟔𝑨 𝑅2 3 = 𝟏𝑨
𝐼𝑅2 = 𝐼𝑅3
4.- Calcula: Resistència: RCD, RAB
=
= 𝟐Ω 1 1 1 1 + + 𝑅1 𝑅2 6 3 𝑅𝑇 = 𝑅3 + 𝑅𝐴𝐵 = 8 + 2 = 𝟏𝟎Ω 𝑉 10 𝐼= = = 𝟏𝑨 𝑅𝑇 10 𝑉𝐴𝐵 = 𝐼𝐴𝐵 · 𝑅𝐴𝐵 = 1 · 2 = 𝟐𝑽 𝑉𝑅3 = 𝐼𝑅3 · 𝑅3 = 1 · 8 = 𝟖𝑽 𝑉𝐴𝐵 2 𝐼𝑅1 = = = 𝟎, 𝟑𝟑𝑨 𝑅1 6
Intesitats: IR4, IR2 𝑅𝐶𝐷 = 𝑅𝐴𝐵 =
1
1 1 + 𝑅4 𝑅5
Voltatges: VCD, VR2 =1
1
1 + 3 6
= 𝟐Ω
1 1 = = 𝟑, 𝟒𝟑Ω 1 1 1 1 1 1 1 1 +𝑅 +𝑅 +𝑅 +4+6+2 𝑅1 2 2 3 𝐶𝐷
𝑉 10 = = 𝟐, 𝟗𝟐𝑨 𝑅𝐴𝐵 3,43 𝑉𝐴𝐵 = 𝐼𝐴𝐵 · 𝑅𝐴𝐵 = 2,92 · 3,43 = 𝟏𝟎𝑽 𝑉𝐴𝐵 10 𝐼𝑅2 = = = 𝟏, 𝟔𝑨 𝑅𝐴𝐵 6 𝐼3,4,5 = 𝐼 − 𝐼𝑅2 = 2,92 − 1,6 = 𝟏, 𝟐𝟑𝑨 𝑉𝐶𝐷 = 𝐼3,4,5 · 𝑅𝐶𝐷 = 1,23 · 2 = 𝟐, 𝟒𝟔𝑽 𝐼𝐴𝐵 =
𝑉𝑅2 = 𝐼𝑅2 · 𝑅2 = 1,6 · 4 = 𝟔, 𝟒𝑽 𝑉𝐶𝐷 2,46 𝐼𝑅4 = = = 𝟎, 𝟖𝟐𝑨 𝑅4 3 𝑉𝐶𝐷 2,46 = = 𝟎, 𝟒𝟏𝑨 𝐼𝑅5 = 𝑅5 6
1
Exercicis 1.- Calcula el valor de les segßents resistències: a) Marró, verd, blau, plata b) Verd, blau, vermell, or c) Violeta, groc, taronja, vermell
15.000.000â„Ś Âą10% 5600â„Ś Âą5% 743â„Ś Âą2%
2.- Digues els colors de les segßents resistències: a) 150Kℌ ¹5% b) 2200ℌ ¹10% c) 47ℌ ¹1%
MarrĂł, verd, groc, daurat Vermell, vermell, vermell, platejat Groc, violeta, negre, marrĂł
Exercicis per fer a classe 1.- Calcula: RT, I, VAB, IR2
đ?‘…đ??´đ??ľ =
1
=
1
= đ?&#x;?đ?&#x;Žâ„Ś 1 1 1 1 + + đ?‘…2 đ?‘…3 20 20 đ?‘…đ?‘‡ = đ?‘…1 + đ?‘…đ??´đ??ľ + đ?‘…4 = 4 + 10 + 6 = đ?&#x;?đ?&#x;Žâ„Ś 40 đ?‘‰ = = đ?&#x;?đ?‘¨ đ??ź= đ?‘…đ?‘‡ 20 đ?‘‰đ??´đ??ľ = đ??źđ??´đ??ľ ¡ đ?‘…đ??´đ??ľ = 2 ¡ 10 = đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?‘˝ đ?‘‰đ??´đ??ľ 20 đ??źđ?‘…2 = = = đ?&#x;?đ?‘¨ 20 đ?‘…2
2.- Digues el valors d’aquestes resistències: a)Vermell, vermell, groc, daurat b)Marró, negre, verd, vermell c)Verd, blau, vermell, marró d)Gris, violeta, taronja, plata
220.000â„Ś Âą5% 1.000.000â„Ś Âą2% 5.600â„Ś Âą1% 87.000â„Ś Âą10%
3.- Digues els colors que equivalen a aquests valors: a)47â„Ś Âą5% b)910â„Ś Âą10% c)8200â„Ś Âą1% d)330000â„Ś Âą2%
Groc, violeta, negre, daurat Blanc, marrĂł, marrĂł, platejat Gris, vermell, vermell, marrĂł Taronja, taronja, groc, vermell
6.- Calcula la resistència que caldrĂ col¡locar en sèrie amb un dĂode LED si la pila que alimenta el circuit tĂŠ una tensiĂł de 9V.
���� =
đ?‘‰đ??ľđ?‘Žđ?‘Ą − đ?‘‰đ??żđ??¸đ??ˇ 9 − 2 7 = = = đ?&#x;?đ?&#x;?đ?&#x;“â„Ś 0,02 0,02 đ??źđ??żđ??¸đ??ˇ
23.- Volem connectar una pila de 4,5V a un dĂode LED, i la tensiĂł de treball del LED ĂŠs de 2V. Quin ha de ser el valor de la resistència introduĂŻda al circuit perquè el circuit no ultrapassi el 20mA?
���� =
đ?‘‰đ??ľđ?‘Žđ?‘Ą − đ?‘‰đ??żđ??¸đ??ˇ 4,5 − 2 2,5 = = = đ?&#x;‘đ?&#x;“đ?&#x;Žâ„Ś 0,02 0,02 đ??źđ??żđ??¸đ??ˇ
24.- Indica si les làmpades s'encenen o no, i digues per què.
a)No, no estan ben polaritzats el díodes. b)Sí, estan ben polaritzats els díodes. c)Sí, estan ben polaritzats els díodes. d) Sí, estan ben polaritzats els díodes. e)Sí, estan ben polaritzats els díodes. f)No, no estan ben polaritzats el díodes. g)Sí, estan ben polaritzats els díodes. h)Sí, estan ben polaritzats els díodes.
8.- Busca a Internet les característiques dels següents transistors comercials i identifica'n la disposició dels terminals: BC109 i TIP121. BC109 NPN IC= 50mA VCEO=20V
TIP121 NPN IC= 5A VCEO= 80V 1. Emissor 2. Base 3. Col·lector
1. Base 2. Col·lector 3. Emissor
9.- Què vol dir que els transistor està treballant a la zona de commutació? Això vol dir que deixa no passar el corrent, fa la mateixa funció que un interruptor.
12.- Per quines altres aplicacions es podrien utilitzar aquests circuits? Per pujar i baixar una persiana, perquè soni una alarma quan surt el Sol.
13.- Indica altres mecanismes que es podrien accionar amb una resistència LDR. El sensor per obrir la porta quan algú entra quan s’està tancan.
16.- Un cop quan s’han activat els circuits anteriors, quan deixarà de sonar el timbre? Circuit A: en aquest circuit pararà de sonar el timbre quan hi hagi poca temperatura. Circuit B: en aquest circuit pararà de sonar el timbre quan no hi hagi aigua que toqui al sensor.
17.- Dibuixa l’esquema d’un circuit per controlar l’ompliment d’un dipòsit amb una bomba d’aigua.
33.- Reflexiona: quins components dels quals has estudiat podrĂem fer servir per fabricar un termòstat que engegui la calefacciĂł quan la temperatura estigui per sota dels 15oC? Una resistència variable de temperatura NTC.
34.- Quina resistència tĂŠ el potenciòmetre de la figura si la intensitat que circula pel circuit ĂŠs de 0,5A? đ??ź=
� ��
0,5 =
4,5 đ?‘‹
đ?‘‹=
4,5 0,5
= đ?&#x;—â„Ś
35.- Dissenya un circuit que permeti posar en marxa un motor quan la temperatura sigui inferior a 30 oC.
36.- Identifica els components del següent circuit. 1 pila 1 potenciòmetre 4 condensadors 1 resistència 3 díodes LED
37.- Observa el circuit i respon:
a) Quins elements té el circuit? Identifica'n els símbols. Una pila, una bombeta, un potenciòmetre, una resistència d'1K Ω, una resistència variable de temperatura NTC i un transistor.
b) A temperatura ambient, la resistència de la NTC és molt alta. Farà llum la bombeta, aleshores? La bombeta no s'encendrà.
c) Que succeeix quan la temperatura puja? Com variarà la resistència de la NTC? La bombeta s'encendrà. La resistència de la NTC baixarà.
d) El potenciòmetre ens permet alterar la temperatura a la qual s'encén la bombeta. Si ajustem el potenciòmetre amb una resistència molt alta, com haurà de variar la temperatura perquè la bombeta s'encengui? Perquè s'encengui la bombeta haurà de pujar molt la temperatura.
e) I si ajustem el potenciòmetre amb una resistència molt baixa? Si el potenciòmetre està amb una resistència molt baixa, la bombeta s'encendrà amb una temperatura més baixa.
f) Quina funció té al circuit la resistència d'1KΩ? La resistència d'1KΩ està per protegir el transistor i per controlar el corrent que arriba a la base del transistor.