Sèrie o paral·lel: com va connectada casa teva
Dossier+ Laboratori PhET: paral·lel i sèrieLes dues maneres de connectar: sèrie i paral·lel, i per què casa teva va en paral·lel.
La potència (W), l'energia (kWh) i el cost d'un aparell.
El laboratori: comproves que en paral·lel els corrents se sumen.
Aquest dossier es fa sencer amb el que hi ha a les pàgines. Necessites llapis, regle, goma i calculadora. A l'hora 2 tornes a l'aula d'informàtica amb el simulador.
Dues maneres de connectar
Quan un circuit té més d'un receptor, hi ha dues maneres de muntar-los:
- En sèrie: un darrere l'altre, en un sol camí. Si un es fon o es treu, el camí es trenca i s'apaga tot. A més, la tensió es reparteix: tres bombetes iguals en sèrie connectades a 230 V reben 230 ÷ 3 ≈ 76,7 V cadascuna i fan molt poca llum.
- En paral·lel: cada receptor té el seu propi camí fins a la font. Si un es fon, la resta segueix funcionant, i tots reben la tensió sencera (230 V a casa).
A casa tot va en paral·lel: llums, endolls i electrodomèstics. Si anés en sèrie, en apagar un llum s'apagaria també la nevera.
Els corrents se sumen
En paral·lel, la intensitat que surt de la font és la suma de les intensitats de cada branca:
Per això endollar molts aparells a una mateixa regleta és perillós: tots els corrents passen pel mateix cable.
L'etiqueta de la regleta diu el màxim que aguanta (per exemple, 16 A o 3.500 W). Si el total el supera, el cable s'escalfa i pot fondre l'aïllant i provocar un incendi. No hi endollis alhora diversos aparells que fan calor (estufa, planxa, assecador) i no connectis mai una regleta a una altra.
La potència: a quin ritme gasta un aparell
La potència (P, en watts, W) diu a quin ritme un aparell gasta energia. Ve escrita a l'etiqueta de l'aparell.
Exemple: un calefactor de 1.840 W connectat a 230 V demana I = 1.840 ÷ 230 = 8,0 A.
L'energia: el que pagues
L'energia depèn de la potència i del temps que l'aparell està en marxa. A la factura es mesura en quilowatts hora (kWh). Abans de multiplicar, passa els watts a quilowatts: 1 kW = 1.000 W.
Exemple: el mateix calefactor, 3 hores al dia. P = 1.840 ÷ 1.000 = 1,84 kW. E = 1,84 × 3 = 5,52 kWh al dia. Amb un preu orientatiu de 0,15 €/kWh: 5,52 × 0,15 = 0,828 ≈ 0,83 € al dia.
Una nevera està endollada les 24 hores, però el motor (el compressor) s'engega i s'atura sol. De mitjana treballa unes 8 hores al dia. Per calcular-ne el consum, compta les hores que treballa, no les que està endollada.
Marca V (vertader) o F (fals).
| Frase | V / F |
|---|---|
| En sèrie, si una bombeta es fon, la resta segueix encesa. | |
| En paral·lel, cada aparell rep els 230 V sencers. | |
| A casa, els endolls van en sèrie. | |
| Tres bombetes iguals en sèrie fan menys llum que una de sola. |
Una torradora de 800 W es connecta a 230 V. Calcula la intensitat que demana (arrodoneix a dos decimals).
| Pas | Operació | Resultat |
|---|---|---|
| Intensitat (I = P ÷ V) |
Una nevera de 150 W té el compressor en marxa 8 hores al dia. Calcula l'energia que gasta i el que costa, a 0,15 €/kWh.
| Pas | Operació | Resultat |
|---|---|---|
| Potència en kW (÷ 1.000) | ||
| Energia al dia (E = P × t) | ||
| Cost al dia (× 0,15 €/kWh) | ||
| Cost en un any (× 365) |
A una regleta que aguanta 16 A hi endolles el calefactor de 1.840 W (8,0 A), un ordinador que demana 1,5 A i un ventilador de 0,5 A. Després hi vols afegir una planxa de 2.300 W. Hi ha perill? Justifica-ho amb la suma de corrents.
| Aparell | Intensitat (A) |
|---|---|
| Calefactor | |
| Ordinador | |
| Ventilador | |
| Total sense la planxa | |
| Planxa (I = P ÷ V) | |
| Total amb la planxa |
Conclusió:
Seguim a l'aula d'informàtica amb el simulador PhET «Circuit Construction Kit: DC». Avui muntes primer en paral·lel, com a casa, i després en sèrie, per comparar.
Pas a pas
- Munta en paral·lelUna pila i dues bombetes en paral·lel, cada una amb el seu interruptor.
- Obre un interruptorApaga una de les bombetes: l'altra ha de seguir encesa i amb la mateixa llum.
- Mesura les tensionsAmb el voltímetre, mesura la tensió de cada bombeta. Comprova que les dues reben la tensió de la pila.
- Mesura els correntsAmb amperímetres intercalats, mesura la intensitat de cada branca (I₁ i I₂) i la del cable principal (I total).
- Munta en sèrieFes un circuit nou amb la mateixa pila i les dues bombetes en sèrie. Mesura la tensió de cada bombeta i la intensitat, i compara com fan llum.
Fitxa de laboratori
| En paral·lel | Valor |
|---|---|
| Tensió de la bombeta 1 (V) | |
| Tensió de la bombeta 2 (V) | |
| Intensitat de la branca 1, I₁ (A) | |
| Intensitat de la branca 2, I₂ (A) | |
| Intensitat total (A) | |
| Es compleix I total = I₁ + I₂? (sí / no) |
| En sèrie | Valor |
|---|---|
| Tensió de cada bombeta (V) | |
| Intensitat del circuit (A) | |
| Fan més llum o menys que en paral·lel? |
Amb les teves mesures: per què a casa es connecta tot en paral·lel? Dona dues raons.
Afegeix una tercera bombeta en paral·lel. Què passa amb la intensitat total? Relaciona-ho amb el perill d'endollar massa aparells a una regleta.
Per lliurar
Al final de l'hora 1 fas el qüestionari en paper i el lliures. El dossier te l'endus a l'aula d'informàtica i el lliures al final de l'hora 2.
| On | Què lliures |
|---|---|
| Al final de l'hora 1 | El qüestionari en paper. |
| Al final de l'hora 2 | Aquest dossier, amb els exercicis 1 a 4 i la fitxa de laboratori. |
| Al final del dossier | El diari d'aprenentatge. |
El diari d'aprenentatge
Respon amb les teves paraules. Si no saps com començar, escriu primer què has fet i després què t'ha costat.