Conceptes Bàsics d'Electricitat: Càrrega, Circuit i Llei d'Ohm

La unitat de càrrega en el sistema internacional d’unitats és el coulomb (C). Les friccions entre diferents objectes o el moviment de fluids poden provocar l'acumulació de càrregues a la superfície de materials aïllants o de materials conductors que es troben aïllats. Aquestes càrregues no es poden desplaçar lliurement com passa en els corrents elèctrics, i per això aquest fenomen rep el nom d’electricitat estàtica.

Components Essencials d'un Circuit Elèctric

Un circuit elèctric consta, bàsicament, dels següents elements:

• Generador: Proporciona l'energia necessària.
• Receptor: Transforma l'energia elèctrica en una altra forma (llum, calor, moviment).
• Conductors: Permeten el flux de càrregues elèctriques.
• Dispositius de control: Regulen o interrompen el pas del corrent (interruptors, polsadors).

Sentit del Corrent Elèctric

Convencionalment, s'assigna al corrent elèctric un sentit del positiu al negatiu. No obstant això, en realitat, el corrent és format pel moviment d'electrons en sentit contrari, és a dir, del negatiu al positiu.

L'Efecte Joule i la Pèrdua d'Energia

La circulació de les càrregues per un material conductor no és totalment lliure. Part de l’energia elèctrica es perd en forma de calor, un fenomen conegut com a efecte Joule. Un exemple clar d'això són les bombetes incandescents, que tenen un filament metàl·lic de wolframi que s’escalfa intensament quan és travessat per un corrent elèctric, produint llum.

Generadors Elèctrics: Piles i Bateries

Les piles i les bateries són dispositius que estan formades per substàncies que, en reaccionar químicament, provoquen un desplaçament de càrregues elèctriques, generant així un corrent.

Voltatge o Força Electromotriu (FEM)

El voltatge, també conegut com a força electromotriu (FEM), d’un generador indica l’energia que aquest proporciona a cada càrrega que circula pel circuit elèctric. En el sistema internacional d’unitats, el voltatge es mesura en volts (V).

Intensitat del Corrent Elèctric

La intensitat del corrent elèctric està determinada per la quantitat de càrregues que travessen un circuit en un moment donat. La intensitat elèctrica es mesura en amperes (A) i l’aparell que s’utilitza per mesurar-la s’anomena amperímetre. La intensitat depèn tant del voltatge com de la quantitat i el tipus de receptors, així com de la manera de connectar-los.

Potència Elèctrica i Consum

Com que el voltatge d’un generador expressa l’energia que transporta cada càrrega i la intensitat expressa el nombre de càrregues que circulen pel circuit en cada instant, el resultat d’aquesta relació s’anomena potència elèctrica. En el sistema internacional, la potència es mesura en watts (W).

La fórmula per calcular la potència és:

Potència = Voltatge · Intensitat

La majoria d’electrodomèstics porten indicada la seva potència. Com que la potència equival a l’energia elèctrica que un aparell consumeix cada segon, es pot calcular el consum total d’un electrodomèstic durant un cert temps, multiplicant la potència pel temps de funcionament.

Energia = Potència · Temps

Resistència Elèctrica i Llei d'Ohm

La resistència d’un receptor es mesura en ohms (Ω) i no ha de ser forçosament la mateixa en totes les condicions. Aquesta relació entre voltatge, intensitat i resistència es coneix amb el nom de Llei d’Ohm:

Resistència = Voltatge / Intensitat

La resistència també es pot mesurar amb un instrument anomenat òhmmetre.

Protecció en Instal·lacions Elèctriques

Els fusibles i els magnetotèrmics, presents en moltes instal·lacions elèctriques, són mesures de protecció essencials per evitar els danys i perills d’un curtcircuit, protegint tant els aparells com les persones.