GB2Ciències Aplicades IIInstitut Nicolau Copèrnic
Sessió18

AEA 4 · Seguretat elèctrica i xarxa d'aigua

El quadre elèctric, peça a peça

Data prevista: 10 de febrer de 2027

Descarrega i imprimeix

Els espais per escriure, les línies i els requadres de càlcul són al PDF: fes les activitats al dossier en paper.

Teoria i exercicis

Sessió18
Ciències Aplicades II · Dossier

El quadre elèctric, peça a peça

Dossier+ Pràctica: el quadre de la teva casa
Avui faràs…
1

La jerarquia del quadre: IGA, diferencial i un PIA per circuit.

2

Com sap el diferencial que algú rep una descàrrega.

3

Calcular quan un circuit està sobrecarregat.

Material

Aquest dossier es fa sencer amb el que hi ha a les pàgines. Necessites llapis, regle, goma i calculadora.

Què hi ha dins del quadre (CGMP)

El quadre general de comandament i protecció (CGMP) és la caixa d'on surten tots els circuits de la casa. Tot el corrent hi passa, sempre en aquest ordre:

Comptadordigital(de la companyia)IGAmín. 25 Atota la casaDIFERENCIAL30 mAbotó TPIA C110 Ail·luminacióPIA C216 Aendolls d'ús generalPIA C325 Acuina i fornPIA C420 Arentadora, rentaplats, termoPIA C516 Aendolls de bany i cuinal'ordre és sempre aquest: IGA → diferencial → PIA de cada circuit
PeçaQuè faQuè protegeix
IGA · interruptor general automàtic (mínim 25 A)Talla tota la casa d'un cop. Salta si el conjunt de la casa demana massa corrent o hi ha un curtcircuit.Tota la instal·lació
Diferencial (30 mA)Talla si una part del corrent s'escapa per on no toca (una carcassa, una persona).Les persones
PIA · petit interruptor automàtic (un per circuit)Talla el seu circuit si demana més corrent del que admet o si hi ha un curtcircuit.El cable d'aquell circuit
Saps què era l'ICP?

Abans hi havia una peça més, l'ICP, que tallava si gastaves més potència de la contractada. Avui aquesta funció la fa el comptador digital. El reglament diu clarament que l'IGA és una peça independent: el control de potència no el pot substituir.

Els cinc circuits d'una casa

Una casa com la del projecte (menys de 160 m²) té electrificació bàsica i, com a mínim, aquests cinc circuits (REBT, ITC-BT-25):

CircuitPer a què ésPIACable
C1Punts de llum10 A1,5 mm²
C2Endolls d'ús general i nevera16 A2,5 mm²
C3Cuina i forn25 A6 mm²
C4Rentadora, rentaplats i termo elèctric20 A4 mm²
C5Endolls del bany i endolls auxiliars de la cuina16 A2,5 mm²
On va el quadre

Al costat de la porta d'entrada, entre 1,4 i 2 m d'alçada, i mai en dormitoris, banys o lavabos (ITC-BT-17).

Com sap el diferencial que algú rep una descàrrega

El diferencial compara tota l'estona el corrent que entra per la fase amb el que torna pel neutre. Si tot va bé, són iguals. Si una part del corrent s'escapa cap a terra (per una carcassa trencada o per una persona), torna menys corrent del que ha entrat. Quan la diferència arriba a 30 mA, el diferencial talla en una fracció de segon, abans que el corrent arribi a ser mortal.

diferencialfase: entren 5,00 Aneutre: tornen 4,97 Arentadoracarcassaamb fuitafuita 0,03 A cap a terra5,00 − 4,97 = 0,03 A = 30 mA → TALLA
El botó T (test)

El botó T fa passar una petita fuita de prova. Si el diferencial funciona, la palanca salta. Es recomana prémer-lo un cop al mes. Si la palanca no salta, el diferencial no protegeix: l'ha de revisar un electricista.

La sobrecàrrega: quan un circuit demana massa

La fórmula

P = V × I   →   I = P ÷ V

P = potència (W) · V = tensió (230 V a casa) · I = intensitat (A)

Exemple resolt

El circuit C2 té un PIA de 16 A. Potència màxima: 230 V × 16 A = 3.680 W.

Endolles a la vegada la planxa (2.200 W), l'assecador (1.800 W) i l'aspiradora (1.200 W): 2.200 + 1.800 + 1.200 = 5.200 W. Corrent: 5.200 ÷ 230 = 22,6 A. Com que 22,6 A és més de 16 A, el circuit està sobrecarregat i el PIA salta per protegir el cable.

El PIA no sempre salta a l'instant

Amb una sobrecàrrega, una peça del PIA s'escalfa a poc a poc (part tèrmica): com més gran és la sobrecàrrega, abans salta. Si la sobrecàrrega és petita, pot trigar molts minuts. Amb un curtcircuit (corrent enorme), salta a l'instant (part magnètica). Per això no s'han de concentrar aparells grans al mateix circuit, encara que estiguin en endolls diferents.

Exercicis
1Massa aparells al C2
▶

A casa connectes alhora la planxa (2.200 W), una estufa (2.000 W) i l'assecador (1.800 W) a endolls del circuit C2 (PIA de 16 A). Omple la taula.

PasOperacióResultat
Potència total  
Corrent que demana (I = P ÷ V)  
Comparació amb el PIA del C2  
Què passarà i per què  
2Quina peça actua?
▶

Escriu quina peça del quadre actua en cada cas: IGA, diferencial o el PIA d'un circuit (digues quin).

SituacióPeça que actua
Toques la carcassa d'una rentadora que té una fuita 
Endolles massa aparells als endolls del menjador 
Dos cables es toquen dins del forn (curtcircuit) 
Vols deixar tota la casa sense corrent per pintar 
3A quin circuit va?
▶

Escriu el circuit (C1 a C5) de cada aparell, mirant la taula dels cinc circuits.

AparellCircuitAparellCircuit
Llum del menjador Nevera 
Forn Assecador de cabells al bany 
Rentadora Televisor del saló 
Termo elèctric Torradora a la cuina 
Si acabes abans

Calcula la potència màxima de cada circuit (230 V × amperes del PIA). Quin circuit admet més potència i per què creus que és aquest?

Pràctica

18
Ciències Aplicades II · Pràctica · hora 2El quadre elèctric de la teva casa

Avui dissenyes el quadre elèctric de la teva casa i el col·loques a la maqueta. Material: aquest full, llapis, regle, goma, calculadora, la maqueta, un retall de paper o cartolina vella i cola.

Pas a pas

  1. El frontal del quadreDibuixa al requadre de sota el frontal del quadre, d'esquerra a dreta: IGA, diferencial (amb el botó T) i els cinc PIA (C1 a C5). Cada peça, un rectangle de 2 quadres d'ample per 5 d'alt. Escriu a cada peça el nom i els amperes.
  2. La barra de terraA sota de tot, dibuixa la barra de terra i pinta-la (o ratlla-la) en verd i groc: hi arriben tots els cables de terra de la casa.
  3. Què alimenta cada PIASota cada PIA, escriu les estances o aparells de la teva casa que hi van (per exemple: «C2 · endolls del saló i dormitoris»).
  4. El quadre a la maquetaRetalla un rectangle de paper d'1 × 1,5 cm, escriu-hi «Q» i enganxa'l a la paret interior de la maqueta, al costat de la porta d'entrada, a una alçada d'entre 5,6 i 8 cm (1,4 a 2 m reals a 1:25). Marca'l també al plànol acotat.
Frontal del quadre de la meva casa
STOP
Punt de revisió

Ensenya el frontal del quadre i el «Q» a la maqueta al professor abans de continuar.

Salta o no salta?

Calcula si cada circuit està sobrecarregat. Recorda: I = P ÷ 230.

Circuit i aparells connectats alhoraPotència total (W)Corrent (A)PIA (A)Salta? Per què?
C2: televisor 150 W + ordinador 300 W + estufa 2.000 W    
C5: assecador 2.000 W + microones 1.200 W + torradora 1.000 W + bullidor 2.000 W    
C4: rentadora 2.200 W + termo 1.500 W    
Això és lliure

Com distribueixes les estances entre els circuits i com decores el frontal.

S'ha de complir

Ordre IGA → diferencial → PIA, els amperes de la taula dels cinc circuits i el quadre al costat de la porta d'entrada.

Per lliurar

OnQuè lliures
A la revisió de classeEl frontal del quadre i el «Q» enganxat a la maqueta.
En aquest fullLa taula «Salta o no salta?» i el diari.
Si acabes abans

A la teva casa, on posaries la nevera i el microones perquè no coincideixin al mateix circuit amb l'estufa? Explica-ho amb els circuits C2 i C5.

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.

1Quina diferència de funció hi ha entre un PIA i el diferencial?
2Com detecta el diferencial que una persona està rebent una descàrrega?
3Per què no convé connectar la planxa, l'estufa i l'assecador al mateix circuit, encara que estiguin en endolls diferents?

Qüestionari

Marca les respostes al qüestionari en paper que et dona el professor. Aquí només hi ha les preguntes, per repassar.

18
Ciències Aplicades II · Qüestionari en paperEl quadre elèctric i les proteccions
10 preguntesMarca una sola resposta a cada unaSense apunts10 minuts
1L'interruptor general automàtic (IGA) del quadre…
  • Atalla només els endolls de la cuina
  • Btalla tota la instal·lació de la casa d'un sol cop
  • Cmesura els kWh que gastes per a la factura
  • Ddetecta les fuites de corrent cap a terra
2Quina és la missió principal dels petits interruptors automàtics (PIA)?
  • AProtegir les persones contra les descàrregues
  • BMesurar l'energia en kWh que consumeixen els aparells
  • CMantenir la tensió de la xarxa sempre a 230 V
  • DProtegir el cable de cada circuit contra sobrecàrregues i curtcircuits
3El diferencial protegeix sobretot…
  • Aels cables, perquè no s'escalfin
  • Bla factura, perquè no gastis massa
  • Cles persones: talla quan part del corrent s'escapa per on no toca
  • Dels aparells, quan puja la tensió
4El botó T del diferencial serveix per…
  • Acomprovar que el diferencial funciona: en prémer-lo, ha de saltar
  • Btornar a donar llum després d'una apagada
  • Capujar la potència contractada
  • Dtallar només el circuit dels endolls
5Cada quant es recomana prémer el botó T?
  • AUn cop l'any
  • BMai: només el pot prémer l'electricista
  • CCada dia
  • DUn cop al mes
6Endolles la planxa (2.200 W), una estufa (2.000 W) i l'assecador (1.800 W) al circuit C2, que té un PIA de 16 A. Què passarà?
  • ASaltarà el diferencial, perquè hi ha una fuita a terra
  • BSaltarà el PIA del C2, perquè demanen uns 26 A i el circuit està sobrecarregat
  • CEl comptador tallarà el subministrament per defecte d'aïllament
  • DNo passarà res: el cable de 2,5 mm² aguanta qualsevol corrent
7Toques un cable pelat amb la mà humida. Quina peça et pot salvar?
  • AL'IGA
  • BEl PIA del circuit
  • CEl diferencial
  • DEl comptador
8Se'n va la llum i al quadre ha saltat un PIA. Què fas primer?
  • ADesendollo el que he connectat de més i torno a pujar la palanca
  • BPujo la palanca moltes vegades seguides fins que aguanti
  • CObro la tapa del quadre i miro els cables
  • DBaixo també l'IGA i el diferencial i els deixo així
9On s'ha de col·locar el quadre elèctric d'una casa?
  • ADins del bany, perquè quedi a mà
  • BA tocar de la porta d'entrada, entre 1,4 i 2 m d'alçada
  • CEn un dormitori, darrere la porta
  • DA terra, sota l'escala
10Prems el botó T i la palanca NO salta. Què vol dir?
  • AQue hi ha massa aparells connectats a la cuina
  • BQue la instal·lació és perfecta i no té cap fuita
  • CQue s'ha de prémer deu vegades seguides
  • DQue el diferencial no protegeix: l'ha de revisar un electricista