36
Contenido 1. Conceptes bàsics ........................................................................................................... 3 2. Fonts d’energia ............................................................................................................. 3 3. Centrals de generació d’energia ................................................................................... 4 3.1 Convencionals ........................................................................................................ 4 CENTRALS HIDROELÈCTRIQUES ..................................................................... 4 CENTRALS DE BOMBEIG O REVERSIBLES .................................................... 5 CENTRALS TERMOELÈCTRIQUES CONVENCIONALS ................................. 5 CENTRALS DE COGENERACIÓ.......................................................................... 6 CENTRALS NUCLEARS ....................................................................................... 6 3.2 Alternatives............................................................................................................. 7 1 Centrals solars ....................................................................................................... 7 1.1 Sistemes d’aprofitament d’energia solar ........................................................... 7 1.2 Centrals termosolars .......................................................................................... 7 1.3 Conversió fotovoltaica ........................................................................................ 8 1.4 Sistemes d’aprofitament d’energia solar de temperatura baixa ....................... 8 2 Centrals eòliques ................................................................................................... 9 2.1 Tecnologies per a l’aprofitament del vent ......................................................... 9 2.2 Aerogeneradors ................................................................................................ 10 2.2.1 Tipus d’aerogeneradors ................................................................................. 10 2.3 Parcs eòlics ....................................................................................................... 10 3 Centrals geotèrmiques ......................................................................................... 10 3.1 Tipus de centrals ............................................................................................... 10 4 Centrals mareomotrius ......................................................................................... 11 4.1 ’energia de les marees ...................................................................................... 11 4.2 L’energia de les ones ........................................................................................ 11 4.3 L’energia tèrmica del oceans ............................................................................ 11 5 La biomassa ......................................................................................................... 11 5.1 Transformacions ............................................................................................... 12 5.2 Producció elèctrica ........................................................................................... 12 5.3 Biocombustibles ............................................................................................... 12 4 L’aprofitament dels residus sòlids urbans (RSU) .................................................... 13 4.1 Els ecoparcs ...................................................................................................... 13 4.2 Recuperació de biogàs en els abocadors.......................................................... 13 4.3 Recuperació d’energia a les incineracions de residus ...................................... 13 4. Sistema de transport d’energia elèctrica ..................................................................... 13 5. Circuits de corrent continu ......................................................................................... 14 6. Kirchhoff .................................................................................................................... 17 7. Instal·lacions elèctriques ............................................................................................ 17 8. Principals propietats mecàniques dels materials ........................................................ 20 La resistència mecànica. ................................................................................................. 20 La resistència mecànica i l’assaig de tracció. ................................................................. 20 La duresa......................................................................................................................... 21 Assaig de duresa Brinell. ................................................................................................ 21 Tenacitat. ........................................................................................................................ 21 Assaig de resiliència. .................................................................................................. 21 Assaig de fatiga. ......................................................................................................... 21

Tecno resum

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tecno resum

Contenido 1. Conceptes bàsics ........................................................................................................... 3

2. Fonts d’energia ............................................................................................................. 3 3. Centrals de generació d’energia ................................................................................... 4

3.1 Convencionals ........................................................................................................ 4 CENTRALS HIDROELÈCTRIQUES ..................................................................... 4 CENTRALS DE BOMBEIG O REVERSIBLES .................................................... 5

CENTRALS TERMOELÈCTRIQUES CONVENCIONALS ................................. 5 CENTRALS DE COGENERACIÓ.......................................................................... 6 CENTRALS NUCLEARS ....................................................................................... 6

3.2 Alternatives ............................................................................................................. 7 1 Centrals solars ....................................................................................................... 7

1.1 Sistemes d’aprofitament d’energia solar ........................................................... 7

1.2 Centrals termosolars .......................................................................................... 7

1.3 Conversió fotovoltaica ........................................................................................ 8

1.4 Sistemes d’aprofitament d’energia solar de temperatura baixa ....................... 8

2 Centrals eòliques ................................................................................................... 9

2.1 Tecnologies per a l’aprofitament del vent ......................................................... 9

2.2 Aerogeneradors ................................................................................................ 10

2.2.1 Tipus d’aerogeneradors ................................................................................. 10

2.3 Parcs eòlics ....................................................................................................... 10

3 Centrals geotèrmiques ......................................................................................... 10

3.1 Tipus de centrals ............................................................................................... 10

4 Centrals mareomotrius ......................................................................................... 11

4.1 ’energia de les marees ...................................................................................... 11

4.2 L’energia de les ones ........................................................................................ 11

4.3 L’energia tèrmica del oceans ............................................................................ 11

5 La biomassa ......................................................................................................... 11

5.1 Transformacions ............................................................................................... 12

5.2 Producció elèctrica ........................................................................................... 12

5.3 Biocombustibles ............................................................................................... 12

4 L’aprofitament dels residus sòlids urbans (RSU) .................................................... 13

4.1 Els ecoparcs ...................................................................................................... 13

4.2 Recuperació de biogàs en els abocadors.......................................................... 13

4.3 Recuperació d’energia a les incineracions de residus ...................................... 13

4. Sistema de transport d’energia elèctrica ..................................................................... 13

5. Circuits de corrent continu ......................................................................................... 14 6. Kirchhoff .................................................................................................................... 17 7. Instal·lacions elèctriques ............................................................................................ 17

8. Principals propietats mecàniques dels materials ........................................................ 20 La resistència mecànica. ................................................................................................. 20 La resistència mecànica i l’assaig de tracció. ................................................................. 20 La duresa......................................................................................................................... 21

Assaig de duresa Brinell. ................................................................................................ 21 Tenacitat. ........................................................................................................................ 21

Assaig de resiliència. .................................................................................................. 21 Assaig de fatiga. ......................................................................................................... 21

Page 2: Tecno resum

Assaigs no destructius o de defectes........................................................................... 22

9. Característiques dels metalls ...................................................................................... 23 Fèrrics ............................................................................................................................. 23 10. Plàstics, ceràmiques, fustes i fibres tèxtils ............................................................... 27

Plàstics ............................................................................................................................ 27 11. Màquines simples ..................................................................................................... 29 12. Mecanismes de transmissió de moviment ................................................................ 30

Page 3: Tecno resum

1. Conceptes bàsics Energia: capacitat que tenen els cossos per realizar un treball. Treball: producte del component de la força al llarg del desplaçament. Rendiment: qoucient entre energía útil i energía produiïda- Poder calorífic: energia que es desprèn en la combustió completa de la unitat de massa o volum d’un combustible.

Capacitat calorífica: quantitat de calor que ha de rebre una substància per elevar la seva temperatura 1K o 1˚C.

2. Fonts d’energia

Classificació:

1- En funció de la seva naturalesa:

a. Primàries: s’obtenen directament de la natura (llenya, aigua, petroli,

carbó(antracita, hulles, lignits i antracites))

b. Secundàries: s’obtenen a partir de les fonts primàries (electricitat,

benzina, etc…)

2- En funció de les reserves disponibles:

a. Renovables: hi han reserves il·limitades (sol, vent, biomassa, mas, etc…)

b. No renovables: hi han unes reserves limitades (carbó, petroli, gas

natural i urani)

3- En funció del grau d’utilització:

a. Convencional: la major part de l’energia es produeis amb aquestes

(petroli, gas natural, hidráulica, carbó, nuclear)

b. NO convencional: només es produeix una petita part de l’energia (solar,

eólica, biomassa, etc…)

Page 4: Tecno resum

3. Centrals de generació d’energia

3.1 Convencionals

Les centrals reben el nom genèric de l’energia primària que utilitzen: centrals termoelèctriques (carbó, gas, fuel), centrals nuclears, centrals hidroelèctriques o hidràuliques, eòliques, geotèrmiques, etc. L’element principal de qualsevol central (menys les fotovoltaiques) és l’alternador, que transforma l’energia mecànica en elèctrica. Tipus de centrals segons el servei:

Centrals de base o principals: Subministren energía de manera contínua. Potència elevada. Nuclears, termoelèctriques i hidroelèctriques.

Centrals de punta: Demandes d’energia a hora punta. Treballen en paral·lel amb les principals.

Central de reserva: Substitueixen a les principals en cas d’averia.

Centrals de bombeig: Centrals hidroelèctriques que aprofiten l’energia sobrant a les hores vall per bombar aigua

CENTRALS HIDROELÈCTRIQUES

Es basen en l’aprofitament de l’energia de l’aigua que transporten els rius. Utilitzen turbines acoblades a alternadors.

Centrals d’aigua fluent: S’utilitza l’aigua directament. Poc rendiment ja que no es pot controlar el cabal.

Centrals d’aigua embassada: L’aigua s’acumula en un llac artificial. S’utilitza en funció de les necessitats d’energía.

Page 5: Tecno resum

Centrals de derivació: Les aigües del riu es desvien per mitjà d’una petita presa. El desnivell va augmentant fins que es construeix la central.

Centrals d’acumulació: Se situen en un tram de riu amb desnivell apreciable, on es construeix una presa. L’aigua adquireix més o menys energia potencial depenent de la seva alçada.

Components central hidroeléctrica:

Presa: És una construcción, normalment de formigó, que s’aixeca sobre el riu perpendicularment. La seva funció és retenir l’aigua per tal d’elevar-ne el nivel. N’hi ha dos tipus: Preses de gravetat: La força de l’aigua es contraarresta amb el propi pes de la presa. Té perfil triangular. Preses de volta o d’arc sencill: La planta de la presa forma un arc que reparteix la força de l’aigua. Requereix menys material.

CENTRALS DE BOMBEIG O REVERSIBLES

Tenen la finalitat de racionalitzar la producción d’energía eléctrica a la demanda existent. A les hores punta, quan hi ha molta demanda, funcionen com a centrals hidroelèctriques normals. A les hores vall, quan sobra energía, aquesta és utilitzada per bombar aigua de l’embassament inferior al superior.

CENTRALS TERMOELÈCTRIQUES CONVENCIONALS

Generen energía eléctrica a partir de l’energía térmica produïda per la combustió de carbó, fuel o gas natural.

Components centrals termoelèctriques:

Reescalfadors: Son les parts de la caldera encarregades d’eliminar les petites parts d’aigua que hi ha al vapor.

Turbines: Són les màquines motrius que transformen l’energia cinética del vapor d’aigua en energía cinética rotatòria.

Page 6: Tecno resum

Condensador: El vapor procedent de les turbines es condensa abans de tornar a entrar a la caldera per tal de repetir el cicle.

Torre de refrigeració: Refreda l’aigua refrigerant del condensador.

Xemeneia: Evacua els gasos a l’atmosfera. Noves tecnologíes:

o Sistemes de dessulfuració dels combustibles: Permeten transformar els òxids de sofre en compostos solubles de fácil eliminació.

o Gasificació del carbó: Permet una millor explotació dels recursos.

o Combustió en llit fluid: Sistema de combustió del carbó a menys temperatura,

que permet que la majoria de contaminants romanguin amb els residus de la combustió.

o Centrals de cicle combinat: Utilitcen gas natural.

CENTRALS DE COGENERACIÓ

Produeix energía eléctrica utilitzant un combustible i aprofita la calor residual per a l’obtenció d’aigua calenta per a calefacció, vapor, fluids… Aquests sistemes tenen molta aplicación en indústries, centres hospitalaris, hotels, etc.

CENTRALS NUCLEARS

Central termoeléctrica en què la Font d’energia s’obté de la fissió dels àtoms d’urani i de plutoni.

Reactor Nuclear: Es el sistema que permet produir i controlar reaccions en cadena sostingudes, de manera que fa posible l’aprofitament de l’energia térmica obtinguda per a l’obtenció de vapor d’aigua que acciona la turbina solidària al generador elèctric. Parts del reactor:

Page 7: Tecno resum

Vas del reactor: Recipient d’hacer que conté una Font de neutrons i el combustible nuclear.

Moderador: Redueix la velocitat dels neutrons emesos en les reaccions de fissió. El reactor ràpid no disposa de moderador i usa urani enriquit.

Barres de control: Absorbeixen neutrons i regula el nombre de fissions que es produeixen.

Refrigerant: Té la funció de refrigerar el reactor. Tipus de centrals nuclear:

o Centrals amb reactor d’aigua a pressió (PWR): Utilitzen urani enriquit. Aigua com a refrigerant i moderador. Utilitza dos circuits de refrigeració.

o Centrals amb reactor d’aigua en ebullició (BWR): Utilitzen urani enriquit i

aigua, però nomes amb un circuit de refrigeració.

o Centrals amb reactor de neutrons rapids: No utilitzen moderador. Les fissions es fan amb neutrons rapids. També s’anomenen reactors reproductor ja que en la teoría s’obté més combustible del que es gasta.

3.2 Alternatives

Les energies alternatives o renovables són aquelles que provenen de fonts d’energia

que es renoven de manera continuada en contraposició als combustibles fòssils, dels

quals existeixen recursos limitats.

1 Centrals solars

1.1 Sistemes d’aprofitament d’energia solar

la via tèrmica, que consisteix en la transformació de la radiació rolar en energia

tèrmica

La conversió fotovoltaica, en què la radiació es transforma directament en

energia elèctrica.

1.2 Centrals termosolars

L’obtenció d’energia elèctrica a través de l’energia tèrmica obtinguda de la radiació

solar. La radiació solar es concentra sobre un fluid i es transforma en energia tèrmica;

Page 8: Tecno resum

el fluid escalfat, en passar per un intercanviador, produeix el vapor que acciona un

grup turboalternador, en el qual s’obté l’energia elèctrica com en qualsevol central

tèrmica.

1.2.1 Centrals amb col·lectors distribuïts(DCS)

Utilitzen col·lectors de concentració, que concentren la radiació solar que reben en la

superfície captadora d’un element receptor de superfície molt reduïda, la qual cosa

permet obtenir temperatures de fins a 300ºC, que s’utilitza per generar electricitat.

1.2.2 Centrals solars de torre central (CRS)

Les CRS aprofiten l’energia solar a alta temperatura a alta temperatura. El sistema de

captació està format per una gran superfície coberta d’heliòstats, que concentra la

radiació solar en un receptor instal·lat a l’extrem superior d’una torre.

Els heliòstats són miralls amb un sistema de seguiment de la trajectòria del Sol en els

dos eixos, d’elevació i azimut, i en ser concentradors, només aprofiten la radiació

directa.

1.3 Conversió fotovoltaica

Un altre sistema per a l’aprofitament de la radiació solar és la conversió fotovoltaica,

que consisteix a transformar la radiació solar directament en energia elèctrica,

mitjançant captadors formats per cèl·lules solars o fotovoltaiques.

1.4 Sistemes d’aprofitament d’energia solar de temperatura baixa

1.4.1 L’efecte Hivernacle

L’efecte hivernacle consisteix a col·locar un “parany” a la radiació infraroja, de manera

que quedi retinguda dins l’espai tancat on és l’objecte, amb la qual cosa la

temperatura de l’espai augmenta. Aquest efecte s’aconsegueix tancant l’espai amb un

vidre.

1.4.2 Sistemes passius. Arquitectura bioclimàtica

L’arquitectura bioclimàtica busca l’obtenció del confort en els habitatges mitjançant la

disposició millor d’un conjunt d’elements arquitectònics que permetin l’aprofitament

màxim de l’energia solar rebuda i de les possibilitats de ventilació natural.

Page 9: Tecno resum

1.4.3 Sistemes actius

Els sistemes actius es basen en la captació de l’energia solar amb un conjunt de

col·lectors plans i la seva transferència a un sistema d’emmagatzematge que abasta el

consum quan és necessari. Utilitzen l’energia solar per escalfar un fluid.

1.4.4 El col·lector o captador

El col·lector o captador és l’element principal de la instal·lació, encarregat de captar

l’energia de la radiació solar i transferir-la al fluid que s’ha d’escalfar. Els elements

principals són els següents:

La placa absorbent que absorbeix la radiació solar i la cedeix en forma de calor.

La coberta transparent que redueix les pèrdues i crea l’efecte hivernacle.

L’aïllament tèrmic que redueix les pèrdues de calor.

2 Centrals eòliques

L’energia eòlica es pot considerar com l’aprofitament energètic de la força del vent.

2.1 Tecnologies per a l’aprofitament del vent

2.1.1 Aeroturbines

Els aeromotors que són màquines lentes, que tenen un rotor format per nombroses

pales i amb rendiment baix. S’utilitza per al bombament de l’aigua dels pous.

Els aerogeneradors que són màquines ràpides. Els rotors tenen poques pales de perfil

aerodinàmic i amb rendiments molt elevats.

2.1.2 Parts d’una aeroturbina

El rotor o turbina és el que transforma l’energia del vent en energia mecànica.

El sistema d’orientació té la funció de col·locar el rotor perpendicular a la direcció del

vent, perquè es pugui aprofitar al màxim la seva energia.

El sistema de regulació té la funció de disminuir la velocitat d’engegada, mantenir la

potència i la velocitat del rotor i aturar-lo quan el vent sobrepassi una velocitat

determinada.

El convertidor energètic és la part mecànica destinada a transmetre o transformar

l’energia mecànica obtinguda a l’eix del rotor.

La bancada és l’element estructural que, amb la carcassa, suporta i protegeix el

convertidor energètic i, normalment, els sistemes de regulació i orientació.

Page 10: Tecno resum

El suport o torre és el suport de tot l’equip, té la funció d’elevar el rotor per millorar la

captació i absorbir les vibracions que es produeixen.

2.2 Aerogeneradors

2.2.1 Tipus d’aerogeneradors

En els aerogeneradors l’energia mecànica obtinguda a l’eix del rotor es transmet a

través d’un multiplicador, a un generador elèctric.

Aerogeneradors d’eix vertical.

Aerogeneradors d’eix horitzontal.

2.3 Parcs eòlics

Els parcs eòlics són les instal·lacions que aprofiten l’energia elèctrica obtinguda amb

aerogeneradors. Es classifiquen de la manera següent:

Instal·lacions no connectades a la xarxa comercial,

Instal·lacions connectades a la xarxa

3 Centrals geotèrmiques

S’entén energia geotèrmica aquella part de l’energia intrínseca de la Terra que es

manifesta en forma de calor.

3.1 Tipus de centrals

Centrals de condensació. El vapor en sortir de la turbina es condensa i es pot

tornar a utilitzar, alhora que tanca el cicle.

Centrals sense condensació. El vapor utilitzat s’evacua directament a

l’atmosfera.

Hi ha unes centrals que utilitzen jaciments de baixa energia. L’aigua calenta

s’utilitza per vaporitzar en un intercanviador un líquid de punt de fusió baix, i

aquest acciona un turboalternador.

El principal inconvenient de les centrals geotèrmiques és la seva curta vida encara que

es soluciona ja que només es tarden 2 anys en construir una. Un altre inconvenient es

la possible obstrucció de les canonades.

Page 11: Tecno resum

4 Centrals mareomotrius

4.1 ’energia de les marees

Les marees són un moviment cíclic d’ascens i de descens del nivell de l’aigua del mar, a

causa de l’acció gravitatòria de la Lluna i Sol.

L’amplitud de les marees, diferència d’altura entre el nivell màximi el mínim.

Els inconvenients són les seves grans despeses econòmiques i els seu funcionament és

discontinu.

4.2 L’energia de les ones

La principal font d’energia és el Sol, ja que escalda el vent i aquest en passar per l’aigua

genera ones.

Els dispositius següents utilitzen tots el mateix principi: l’ona pressiona sobre un cos

que comprimeix un fluid el qual acciona una turbina.

Lleba o paleta oscil·lant de Salter

Boia Masuda o convertidor pneumàtic.

Cilindre oscil·lant de Bristol.

4.3 L’energia tèrmica del oceans

Aquesta energia es basa en aprofitar la diferència de temperatura entre les capes

superficials i les profundes dels oceans (gradient tèrmic) per així obtenir energia

elèctrica.

Existeixen dos tipus de sistemes alternatius per aprofitar aquesta energia:

El primer utilitza un circuit obert per evaporar aigua a baixa pressió i moure

una turbina.

I l’altre utilitza un circuit tancat i un fluid a baixa temperatura d’ebullició que

s’evapora i mou un turbogenerador on posteriorment es condensa amb aigua

freda.

El principal problema d’aquestes instal·lacions és que el seu rendiment és de només

del 7%.

5 La biomassa

El terme biomassa inclou tota matèria viva existent en un moment determinat a la

Terra. Des de un punt de vista energètic es considera la matèria orgànica vegetal o

Page 12: Tecno resum

animal que es pot utilitzar amb finalitats energètiques. El seu origen és la fotosíntesi

vegetal.

5.1 Transformacions

Les transformacions que pot rebre per convertir-se en combustible s’agrupen en tres

apartats:

5.1.1 Processos físics

Destinats a l’ús directe com a combustibles o per les diferents transformacions

posteriors.

Homogeneïtzació o refinament.

Densificació.

5.1.2 Processos termoquímics

La biomassa se sotmet a diverses transformacions en determinades condicions de

pressió i temperatura per a l’obtenció de combustibles.

Piròlisi o destil·lació seca.

Gasificació.

5.1.3 Processos bioquímics

La biomassa se sotmet a la fermentació seguint:

Digestió anaeròbica

Fermentació aeròbica o alcohòlica.

5.2 Producció elèctrica

Per transforma amb energia elèctrica s’utilitzen dos sistemes:

Combustió de la biomassa en una caldera que escalfa vapor per acciona una

turbina.

Transformació de la biomassa en combustibles gasosos s’utilitzen per

alimentar motors alternatius.

5.3 Biocombustibles

Els biocombustibles són els combustibles líquids que s’obtenen a partir de diferents

transformacions de la biomassa.

Page 13: Tecno resum

Biodièsel

Bioalcohols

Metanol.

Etanol

4 L’aprofitament dels residus sòlids urbans (RSU)

Els residus sòlids urbans són els generats a causa de l’activitat domèstica en nuclis de

població o en les zones d’influència. Que pels diferents aspectes demogràfics i de

consum s’ha anat augmentant el nombre de residus sòlid urbans.

Per a l’eliminació dels RSU es segueixen els següents procediments:

Abocament.

Compostatge.

Reciclatge.

Incineració.

4.1 Els ecoparcs

Els ecoparcs són instal·lacions que permeten obtenir energia i adob a partir dels RSU i

de la poda de parcs i jardins.

4.2 Recuperació de biogàs en els abocadors

El biogàs pot ser perillós en els abocador ja que es pot acumular i produir una explosió.

Per això s’extreu mitjançant pous de desgasificació i extracció. Aquests pous

condueixen el gas a les centrals on serà tractat i posteriorment s’utilitzarà en el mateix

acumulador o es subministrarà en establiments propers.

4.3 Recuperació d’energia a les incineracions de residus

Una planta incineradora és una instal·lació on té lloc un procés de combustió

controlada del rebuig dels residus els quals són transformats en cendres i gasos, per

obtenir un volum menor de rebuig i produir energia elèctrica.

4. Sistema de transport d’energia elèctrica

Després de ser generada a les centrals generadores, com poden ser les tèrmiques,

nuclears, eòliques..., l’electricitat ha d’arribar al lloc on ha de ser consumida.

Page 14: Tecno resum

L’electricitat, ja generada, després de sortir de la central, passa per un transformador,

on se lo eleva la tensió per tal de disminuir la intensitat per reduir les pèrdues per

efecte Joule (P=I·V; a més voltatge menys intensitat, ja que les pèrdues per efecte

Joule venen de Pèrdues=R·I2).

Després l’electricitat és distribuïda per la xarxa elèctrica d’alta tensió, fins a arribar a lla

subestació, on se li baixa el voltatge per a que l’electricitat pugui ser utilitzada a

industries. La que no s’utilitza a les industries, després d’aquesta subestació, torna a

passar per un altre transformador que li redueix la tensió a la que ja es pot utilitzar a

les cases. Aquí ja es distribueix fins a cada casa per a la seva utilització.

5. Circuits de corrent continu

El corrent elèctric és el desplaçament ordenat d'electrons a través d'un material.

Classes de corrent elèctric:

Corrent contunu (CC), quan el flux d'electrons és constant i no canvia de sentit.

Corrent altern (CA), quan el flux d'electrons és variable i canvia constantment

de sentit.

Corrent polsant, quan el flux d'electrons és variable però no canvia de sentit.

Propietats dels materials:

Conductors. Ofereixen molt poca dificultat al desplaçament dels electrons, són

bons conductors els metalls com l'argent, l'ór, 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 plàstic, la

ceràmica, la fusta, etc.

Semiconductors. Són materials en els quals el nombre d'electrons lliures

necessaris perquè e produeixi el corrent elèctric depèn de la temperatura i de

pes impureses del mateial. Les altes temperatures i les impureses afavoreixen

el pas del corrent elèctric a través d'ells en un sentit determinat. Són

semiconductors el seleni, el silici, el germani i altres.

Page 15: Tecno resum

Sistemes elèctrics: un sistema elèctric és el conjunt d'elements actius i passius que,

funcionant conjuntament, realitzen una aplicació elèctrica. Podem distingir els tipus

següents.

Sistemes de potència. Estan formats per la generació, el transport, la distribució

i el consum de l'energia elèctrica.

Sistemes de control. Utilitzen els senyals elèctrics per regular el funcionament

dels sistemes de potència i de tota mena de processos automàtics.

Sistemes de comunicació. Utilitzen senyals elèctrics per captar, enviar i

distribuir informació.

Sistemes de computació. Utilitzen els senyals elèctric per processar informació i

fer càlculs numèrics.

Magnituds elèctriques:

Quantitat elèctrica (Q): és el nombre de càrregues elèctriques que passen a

través d'un circuit. [coulomb (C)]

Intensitat de corrent elèctric (I):és la quantitat d'electricitat que passa per un

circuit en cada unitat de temps. [ampere (A)]

I =Q

t

Força electromotriu o fem (ε): és el treball que realitza el generador per

traslladar la unitat de càrrega del pol positiu al pole negatiu. [volt (V)]

ε=W

Q

Tensió, voltatge, diferència de potencial o ddp (V): és el treball que realitza la

unitat de càrrega en traslladar-se entre dos punts A i B del circuit. [volt (V)]

V =W

Q

Resistència elèctrica (R): és la dificultat que el circuit presenta al pas del corrent

elèctric. *ohm (Ω)+

Llei d'Ohm:

I =V

RV = R· I R=

V

I

Treball elèctric: és l'energia que s'utilitza per desplaçar les càrregues

Page 16: Tecno resum

elèctriques en un circuit. [Joule (J)] o [quilowatt hora (kW·h)]

W = R · I2· t=

V2

R· t

Potència elèctrica: és el treball elèctric desenvolupat o utilitzat en la unitat de

temps [watt (W)]

P=W

t= V · I= R· I

2=

V2

R

Resistencies en sèrie i en paral·lel:

En sèrie: Rt= R1 R2 R3 ...

En paral·lel: 1

Rt

=1

R1

1

R2

1

R3

...

Connexió de generadors:

Connexió en sèrie, s'utilitza per augmentar la tensió d'alimentació.

ε t= n·ε i r t= n · r

Conexió en paral·lel, s'utilitza per augmentar la durada de les piles.

ε t= ε i r t=r

n

Conexió en sèrie-paral·lel, s'utilitza quan volem augmentar la tensió i la durada

de les piles.

ε t= n·ε i r t=n · r

X X= nombre de branques en paral·lel.

Resistivitat, és la resistència que ofereix un al pas del corrent un conductor d'aquest

mareial d'1m de longitud i d'1m2 de secció. *Ω·m+

= R·A

l

Conductivitat d'un material, és la facilitat amb què deixa passar el corrent elèctric un

conductor d'aquest material d'1m de longitud i d'1m2 de secció. *(Ω·m)-1]

σ=1

=l

R · A

La resistència elèctrica d'un conductor metàl·lic homogeni i de secció constant és

directament proporcional a la seva longitud, inversament proporcional a la seva secció

i depèn de la seva resistivitat. *Ω+

Page 17: Tecno resum

R= ·l

A

Efecte Joule, consisteix en el desplaçament d'electrons a través dels materials

conductors, que en xocar amb els atoms que troben al seu camí transformen part de la

seva energia ciètica en energia tèrmica.

Q=V

2

R· t

6. Kirchhoff Les lleis de Kirchhoff són una manera més senzilla de resoldre circuits elèctrics.

La primera és la llei de Nusos: en un nus (punt d’unió entre diversos cables) les intensitats que entren han de ser iguals a les que surten; per tant, el sumatori d’intensitats ha de ser igual a 0.

Σ I = 0

La segona llei és la llei de malles: per un conjunt de conductors que formen un circuit tancat, la suma del voltatge que consumeixen les resistències és igual al voltatge entregat pels generadors electromotrius.

Σ Ԑ - Σ I·R = 0; Σ Ԑ - Σ r · I = Σ I·R

o On: Ԑ (força electromotriu), I (intensitat), R (resistència) i r (resistència interna del generador).

7. Instal·lacions elèctriques L’electricitat és l’energia més utilitzada per satisfer les necessitats de la majoria de coses que ens envolten. Comporta perills molt greus per això s’han creat un seguit de normatives de seguretat que cal seguir. Es coneixen com: Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió (REBT) En el RBT es recullen les normes bàsiques més generals per a qualsevol instal·lació tècnica de baixa tensió ( Amb tensions nominals de fins a 1000 V CA i 1500 V CC ). Finalitat: Preservar seguretat de persones i bens. Que no pertorbi a altres instal·lacions.

Preservar una bona eficiència i fiabilitat tècnica de les instal·lacions.

Classificació:

Page 18: Tecno resum

Enllumenat Exterior (Faroles,etc...)

Domèstic

Industrial

Locals de concurrència pública (Restaurants, hospitals, etc...)

Instruccions Tècniques Complementàries (ITC-BT) Desenvolupen les normes proposades al REBT

Elements Instal·lació Elèctrica: Xarxa Distribució –> Embrancament/Presa General –> Instal·lació d’Enllaç –> Xarxa Interior

Xarxa Distribució: Cablejat general de transport d’electricitat.

Embrancament: Punt de lliurament d’electricitat per part de la companyia a l’edifici. Connecta la xarxa de distribució amb la instal·lació d’Enllaç, més concretament amb la caixa general de protecció.

Instal·lació d’Enllaç: Esta formada per la caixa general de protecció, la línia general d’alimentació, la centralització de comptadors i la línia de derivació individual.

-Caixa General de Protecció: Caixa que allotja els elements de protecció, els

fusibles i la presa de la línia general d’alimentació. Al exterior del edifici.

Page 19: Tecno resum

-Línia general d’alimentació: Uneix la Caixa General de Protecció amb la Centralització de Comptadors del edifici.

-Centralització de comptadors: Conjunt de comptadors (Mesuren energia

elèctrica consumida) amb els elements de protecció i les línies de derivació individuals. S’instal·la en un recinte adequat i protegit. També trobem el born de connexió a terra que uneix la presa de terra amb els conductors de protecció de cada derivació individual.En habitatges hi trobem un comptador monofàsic, en locals comercials o industries (Amb més de 15 kW) trobem un comptador trifàsic.

-Derivació individual: Uneix l’equip de comptadors amb cada instal·lació interior corresponent. Per a habitatges es tracta d’una línia monofàsica (Fase, neutra, protecció). Per a industries o comerç una línia trifàsica (3 Fases, neutra, protecció).

Instal·lació interior: Formada per el quadre de comandament i protecció, els circuits d’alimentació i la connexió a terra. Pot ser de diversos tipus:

-Instal·lació domèstica: S’utilitza un quadre de comandament i protecció compost de: ICPM: Interruptor magnetotèrmic, protegeix de sobrecàrregues i curtcircuits. Evita que el usuari consumeixi més de la potència que ha contractat. IGA: Interruptor general automàtic, ens protegeix igual que el ICPM, és manual. ID: Interruptor diferencial, comprova la diferencia entre la intensitat que entra i surt, si es produeix una variació de 30 mA o més salta. Protegeix de fuites elèctriques i a les persones d’enrampar-se. PIA: Interruptor magnetotèrmic que controla una circuit de la instal·lació interior. DPS(Opcional): Descarregador, en detectar una sobretensió perillosa la deriva a terra. Circuits d’alimentació: Els circuits interior s’inicien en un PIA, es composen de fase i neutra. Estan regulats per el REBT i en podem trobar dos tipus: -Electrificació bàsica: 5 Circuits per a l’ús d’aparells comuns, potència total no inferior a 5750 W a 230 V. -Electrificació elevada: Més de 5 circuits, potència total no inferior a 9200 W a 230 V. Obligatori per a pisos amb més de 160 m2 i/o sistema de condicionament del aire.

-Instal·lació industrial:

Page 20: Tecno resum

Requereixen molta fiabilitat, és una instal·lació seccionada que evita que unes parts de la instal·lació segueixin funcionant encara que fallin altres. S’instal·la un quadre general de protecció, distribució i maniobra de on surten les línees que a la seva vegada tenen assignades un subquadre propi. Es tracta d’una protecció selectiva.

-Instal·lació locals concurrència pública: Es caracteritza perquè disposen d’un sistema d’enllumenat d’emergència. Si falla el

subministrament es disposarà de un enllumenat de seguretat, per poder evacuar, i/o

un enllumenat de reemplaçament, per continuar l’activitat normal.

8. Principals propietats mecàniques dels materials Ens referim a les propietats mecàniques dels materials, quan parlem del seu comportament davant l’aplicació de forces externes.

La resistència mecànica.

La resistència mecànica és la capacitat que té un material però suportar esforços sense deformar-se o trencar-se. Segons la manera d’aplicar els esforços podem dir que: 1- Tracció: Quan intenten estirar. 2- Compressió: Quan intenten aixafar. 3- Flexió: Quan intenten doblegar. 4- Torsió: Quan intenten retorçar. 5- Cisallament: Quan intenten tallar. Si al aplicar una força, hi ha una deformació elàstica, vol dir que, quan la força deixa d’actuar el material torna a la seva posició inicial, en canvi, quan es produeix una deformació plàstica, vol dir que apareix una deformació permanent.

La resistència mecànica i l’assaig de tracció.

És una de les proves més utilitzada i que ens dóna més informació sobre les propietats mecàniques del material. ESFORÇ UNITARI: És la relació entre la força aplicada a un material, i la secció que posseeix aquest material.

ALLARGAMENT UNITARI: És la relació entre l’allargament d’una peça i la seva llargària inicial que posseïa abans d’aplicar l’esforç de tracció.

DIAGRAMA DE TRACCIÓ: S’utilitza per expressar les característiques mecàniques dels materials. Zona elàstica: En aquesta zona únicament es produeixen deformacions elàstiques. També s’anomena zona proporcional, ja que hi ha proporció entre les deformacions i els esforços.

Page 21: Tecno resum

Zona plàstica: És la zona on es troba el límit elàstic, que és , l’esforç unitari màxim que pot suportar un material sense experimentat cap deformació permanent. Zona de fluència i enduriment: És la zona on es produeix una fluència, és a dir un allargament del material sense aplicar gairebé cap esforç. Seguidament passa a l’enduriment, on es mostra el material amb una duresa molt elevada, és el moment que arriba abans del trencament. Segons les propietats mecàniques del material, serà més gran la zona de fluència o passarà directament a la d’enduriment. Zona d’estricció i trencament: És la zona on s’arriba a l’esforç de trencament, que és el màxim esforç que pot suportar un material abans de trencar-se.

La duresa.

És la resistència que presenta un material a ésser ratllat o penetrat per un altre material.

Assaig de duresa Brinell.

Aquesta prova utilitza un penetrador molt dur, que aplica una càrrega a un material durant un cert temps, una vegada acabat aquest temps, el material s’extreu i es mesura el diàmetre de marca que ha deixat el penetrador, així podem arriba a saber el grau de duresa del material.

XX HBW (D/C/T) XX: Grau de duresa Brinell D: Diàmetre del penetrador. C: 0,102 T: Temps que ha durat l’aplicació de la càrrega.

Tenacitat.

És la capacitat de resistència al xoc.

Assaig de resiliència.

Es coneix com a resiliència l’energia necessària per trencar un material amb un sol cop. ASSAIG CHARPY: Es realitza amb una màquina que conté un pèndol amb una massa de 22 Kg situats al seu extrem. Una vegada volem realitza la prova/assaig, es deixa caure el pèndol des de una posició (altura inicial) i una vegada arriba a l’altura del material el trenc ai segueix el seu recorregut. LA posició final (altura final) serà menor que la inicial, per tant. La diferència de és directament proporcional a la resiliència.

K: Valor de resiliència. Ec: Energia cinètica consumida en el trencament de la proveta. A: Secció.

Assaig de fatiga.

Els esforços que alternen el seu sentit d’aplicació de manera repetitiva o cíclica en el temps s’anomenen esforços de fatiga.

Page 22: Tecno resum

L’assaig de fatiga intenta reproduir les condicions de treball real dels materials. Ex: Diagrama de Wöhler a la corba S-N. Conceptes importants: Resistència a la fatiga: És el valor de l’amplitud de l’esforç que provoca el trencament després d’haver repetit un nombre determinat de cicles. Vida a la fatiga: És el nombre de cicles de treball que pot suportar un material per a una determinada amplitud de l’esforç aplicat.

Assaigs no destructius o de defectes.

Els assaigs no destructius no deixen marques i s’apliquen a peces elaborades per determinar la presència o absència de defectes interns no observables a simple vista. ASSAIGS MAGNÈTICS. Consisteix en aplicar un camp magnètic a la peça. Si aquesta no té cap defecte, això vol dir que, l’estructura interna serà homogènia, i la permeabilitat magnètica serà constant en la seva extensió. La permeabilitat magnètica és la capacitat que tenen els materials per concentrar o dispersar les línies de força d’un camp magnètic. ASSAIG PER RAIGS X I PER RAIGS GAMMA. Quan la peça no és ferromagnètica i el defecte està allunyat de la superfície, cal aplicar aques esforç. La radiació travessa la peça que es vol remarcar i fa una fotografia que apareix darrera d’ella. Si la peça no té defectes, la placa fotogràfica serà homogènia. ASSAIGS PER ULTRASONS: Les ones d’ultrasons sofreixen canvis si el medi no és homogeni, per tant, es una bona prova, ja que si el material posseeix qualsevol defecte, l’oa no serà homogènia, no tindrà el mateix període, ja que sofrirà canvis.

Page 23: Tecno resum

9. Característiques dels metalls

Fèrrics

Hi ha tres tipus de metalls fèrrics: els ferros, els acers i les foses. El ferro es troba en diferents minerals: pirita, hematites, siderita... Característiques:

Es de color blanc grisós.

Te una densitat elevada.

Es dúctil i mal·leable.

Es un material magnètic i es un bon conductor elèctric.

S’oxida al entrar en contacte am l’aire.

Molt poques vegades es troba en estat pur.

L’acer s’obté a partir d’un aliatge de ferro i carboni, on el carboni es troba present en

un percentatge entre el 0,1% i 1,76%. Hi ha dos tipus d’acers els aliats i els no aliats

amb carboni.

Característiques:

Es resistent a la compressió i a la tracció.

Es dur.

Es resistent a la corrosió.

Es dúctil.

Es consideren fosses quan el contingut de carboni oscil·la entre el 1,76% i el 6,67% i, a més, contenen silici. Les foses contenen el carboni en forma de carbur de ferro (forma blanca) o en forma de grafit (fosa grisa). Segons la forma del grafit la fosa grisa pot ser: laminar, nodular o esferoïdal. Característiques:

Bona resistència a la compressió, a les vibracions i a la corrosió.

Baixa resistència a la tracció.

Es modelable en calent.

Page 24: Tecno resum

Metalls no fèrrics Preparació(metal·lúrgia):

Classificació segons la densitat:

Pesats, densitat > 5 kg/dm3: Coure (Cu), Plom (Pb), Cinc (Zn), Estany (Sn),

Níquel (Ni), Crom (Cr), Cobalt (Co) i Mercuri (Hg).

Lleugers: densitat 2 – 5 kg/dm3: Alumini (Al) y Titani (Ti) .

Ultralleugers, densitat: < 2 kg/dm3: Magnesi (Mg) y Berili (Be).

En general els metalls no fèrrics pesen poc, resisteixen la corrosió i son bons conductors.

Enriquiment(preparar el producte):

-Trituració: Reducció grandària de les

roques.

-Concentració: Separació física de la

mena(part útil) i la ganga. Reducció(Separació química):

-Separar la màxima quantitat de

l’element desitjat.

-Forns amb elevades

temperatures i afegiment de

productes com el carboni(creació

d’escòria).

-Torrefacció: transformar el

metall en òxid.

Afinament(augmentar puresa, si cal):

-Afinament tèrmic: Forns(convertidors o

de reverber) aplicant oxigen, aire o

productes químics.

-Afinament electrolític: Tancs

electrolítics que contenen

electròlit(líquid) i elèctrodes que fan

passar corrent elèctric per separar las

impureses

Page 25: Tecno resum

Metall Propietats Aplicacions Coure (Cu) -Conductor d’electricitat y calor.

-Dúctil i mal·leable. -Resistent a la corrosió. -Facilitat per ser soldat amb estany. -No presenta acritud.

Cablejat elèctric, canonades, calderes.

Plom (Pb) -Tou, dúctil, mal·leable. -Poc tenaç. -Bon resistent a la corrosió. -Baixa temperatura de fusió i fàcil d’aliar amb estany i antimoni.

Protector radiologia, canonades per a líquids i gasos, pintures protectores, joguines, revestiments antifricció.

Zinc (Zn) -Poc dúctil i mal·leable en fred. -Facilitat per ser soldat. -Resistent a la corrosió, lleguis, detergents, sabors.

Acabats superficials, galvanització de l’acer per protegir-lo de l’oxidació i peces per emmotllament.

Estany (Sn) -Tou, dúctil i molt mal·leable. -Alt poder colorant. -Poc resistent als esforços i baix punt de fusió.

Revestiments antioxidants(Hojalata), soldadura tova(Sn i Pb), fusibles i materials antifricció.

Níquel (Ni) -Inoxidable. -Resistent a la corrosió. -Dúctil i mal·leable. -Magnètic. -Resistent a la tracció i al desgast.

Instrumental quirúrgic i de laboratori, revestiment antioxidant, acumuladors elèctrics, acer inoxidable, nuclis magnètics, resistències elèctriques de precisió.

Crom (Cr) -Resistent a la calor( fusió 1500 ºC) -Resistent a la corrosió. -Dur i fràgil-

Acer inoxidable, acer cromat(dur i tenaç) i cromat(recobriment per metalls contra la corrosió i agents atmosfèrics i químics).

Mercuri (Hg) -Líquid a temperatura ambient. -Bon conductor elèctric i alt coeficient de dilatació.

Amalgama, termòmetres, baròmetres,.

Titani (Ti) -Lleuger. -Resistent a la corrosió. -Tenaç.

Industria aeroespacial, naval, petrolera i química. Eines de tall, pigment per obtenir pintures, rellotges(peces petites).

Page 26: Tecno resum

Alumini (Al) -Lleuger. -Tou, dúctil i mal·leable. -És pot reciclar gairebé al 100%. -Bon conductor tèrmic i elèctric. -S’oxida ràpidament però el protegeix de la corrosió.

Llantes de cotxe, chasis d’automòbils, estructures aeroespacials, finestres, portes, envasos d’aliments, cables, estris de cuina.

Magnesi (Mg) -Molt lleuger. -Resistent a l’aire sec. -Baixa plasticitat.

Industria química i pirotècnica, aliatges ultralleugers.

Bronze (Cu + Sn(normalment))

-Més resistència a la corrosió. -Menys conductivitat tèrmica i elèctrica.

Coixinets, vàlvules, industria del petroli, maquinaria naval, campanes, decoració.

Llautó (Cu + Zinc)

-Millors propietats mecàniques: punt de fusió més baix i per tant més fàcil d’emmotllar. -Ments conductivitat tèrmica i elêctrica.

Maquinaria marina, engranatges, coixinets, vàlvules, instruments musicals, molles, decoració.

Page 27: Tecno resum

10. Plàstics, ceràmiques, fustes i fibres tèxtils

Plàstics

Els plàstics, no són més que polímers orgànics, és a dir, molècules gegants formades per àtoms de carboni juntament amb altres d’hidrogen, oxigen. També poden estar formats per àtoms de clor, fluor i silici, però en menor quantitat. Segons l’estructura molecular, distingim tres tipus de plàstics: els termoplàstics, els elastòmers i els termoestables.

Termoplàstics: són plàstics que s’estoven quan s’escalfen i s’endureixen quan es refreden permetent que aquest procés sigui reversible, és a dir, que es repeteixi moltes vegades. Els polímers que els formem tenen una estructura lineal o ramificada. Formen part dels termoplàstics: el poliestirè, el PVC, el niló, el polietilè i el polipropilè.

El poliestirè: té dues formes, la rígida i la escumada (porexpan). La primera s’utilitza per fabricar utensilis de la llar: joguines, pilots del cotxe, envasos alimentaris... És barat i resistent a la humitat. La segona, la escumada, té aplicacions com a aïllant tèrmic i element com a protecció de cops.

El PVC: és resistent als agents atmosfèrics i un bon aïllant. S’utilitza per fabricar canonades, revestiment de cables, finestres, portes...

El niló: és un material molt dur i resistent. Té un baix coeficient de fricció, s’utilitza per fer fils de pescar, peces antifricció, pneumàtics, manegues...

Polietilè: existeixen dos tipus: el d’alta densitat (dur i fràgil) i el de baixa densitat (tou i flexible). És un plàstic molt resistent a l’atac dels àcids, i s’utilitza per fabricar canonades, depòsits i envasos. També pot ser utilitzat per fer joguines, bosses...

Polipropilè: és el termoplàstic que posseeix major resistència al impacte. És molt resistent a la humitat, el calor i als productes químics. S’utilitza per fabricar els para-xocs dels cotxes, contenidors, carcasses electrodomèstiques...

Elastòmers: són plàstics amb un comportament elàstic que els permet deformar-se fàcilment sense que es trenquin ni s’en modifiqui la seva estructura formada per polímers entrecreuats. Formen part dels elastòmers: el cautxú, el neoprè i la silicona.

Cautxú: el cautxú natural, s’utilitza per fabricar pneumàtics de cotxe. El sintètic, és més resistent que el natural als atacs d’agents químics i és millor aïllant tèrmic i elèctric. S’utilitza per fer soles de sabates, mànegues...

Page 28: Tecno resum

Neoprè: es caracteritza per ser un plàstic molt impermeable, per tant és molt utilitzat en vestits d’inmersió. Degut a que absorbeix molt bé les vibracions, també és utilitzat com a element en la construcció d’edificis com a element de suport.

- Silicona: és molt resistent al atac d’agents químics i atmosfèrics. Posseeix una gran

elasticitat, per això té com a aplicació en les pròtesis mamàries. També en podem trobar com a aïllant elèctric.

Termoestables: són plàstics que s’endureixen quan s’escalfen per primer cop i ja no poden tornar a ser estovats. Estan formats per polímers reticulats, formats per enllaços covalents molt forts. Són termoestables: la resina de polièster, la resina epoxi, la melamina i la baquelita. - Resina de polièster: són barates, resistents als productes químics i aïllants

elèctriques. S’utilitzen per fer carrosseries lleugeres, piscines, cotxes, vaixells... - Resina d’epoxi: posseeix major duresa que la de polièster. És més resistent als

esforços mecànics i a la corrosió. S’empra per fer adhesius en construcció, revestiments, endolls...

- Melamina: resistent als cops, llum, calor i humitat, és utilitzada en contraplacats,

aglomerats de fusta, làmines decoratives per taulers de fusta... - Baquelita: dur, resistent als àcids, bon aïllant tèrmic i elèctric. S’empra en utensilis

de cuina.

Page 29: Tecno resum

11. Màquines simples Les màquines simples s'utilitzen per amplificar forces i aconseguir elevar o desplaçar cossos o càrregues pesants fent petits esforços. La Palanca: barra rígida que es recolza en un punt de suport o fulcre. Si s'apliquen forces sobre la barra s'originen moments que fan girar la barra en un sentit determinat i que en poden contrarestar d'altres que la farien girar en sentit contrari. ƩM = 0 Perquè hi hagi equilibri: F · d1 = R · d2 La Roda: les aplicacions de la rosa són molt nombroses una d'elles es com a element de desplaçament de càrregues en transport. Si s'aplica una força suficient F a l'eix de la roda, en direcció horitzontal, al rodolament imminent, la normal N deguda al pes de la roda, s'avança una distància ð anomenada coeficient de rodament. F ≥ N · ð r El Torn: és una màquina destinada bàsicament a l'elevació de càrregues. El Torn diferencial: dos cilindres concèntrics de diferent diàmetre, quan es pretén elevar un cilindre de més diàmetre enrotlla la corda i de menys desenrotlla. F = R · (r1 - r2) 2 · d · ƞ El Pla Inclinat: és una màquina utilitzada des de l'antiguitat, tot i que avui dia no s'usa a penes, però si altres màquines que en són una derivació, com les rosques i les falques o tascons. F = G · (sinα + cosα · μ) El Cargol: és una de les aplicacions més importants del pla inclinat. Una roscar o cargol és un pla inclinat que remunta una superfície cilíndrica. R = M k tg(α + φ)rc

Page 30: Tecno resum

12. Mecanismes de transmissió de moviment Els mecanismes de transmissió de moviment es poden considerar maquines ja que aquest no poden transmetre moviment sense transmetre al mateix temps forces , cal considerar-los parts o conjunts mecànics d’una màquina . Segons els tipus de transmissió els mecanismes es poden classificar en 7 grups. MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DIRECTA Utilitzats per transmissió directa. Els més usuals són: arbres i eixos i acoblaments.

Arbres i eixos

Arbre: peça capaç de transmetre un moviment circular i ,per tant , un moment

o parell motor.

Eix: peça sobre la qual giren unes altres peces d’un conjunt mecànic.

Diferencia entre els dos :el primer transmet un moment torçor i esta sotmès a

un esforç de torsió i el segon només serveix de suport.

Exemple :palier o semieix d’un automòbil.

Acoblaments

A vegades cal unir dos eixos o dos arbres que estan alineats directament sense

modificar gens la velocitat ni el moment. Solucions:

Acoblament rígid els eixos han d’estar molt ben alineats ja que sinó es

produeixen trencaments.

Acoblament flexible permeten certa tolerància en la alineació dels eixos i a

més a més pot absorbir vibracions.

Acoblament mòbil s’utilitza quan la separació entre els arbres i eixos ha de ser

variable.

Cardan o junta universal quan cal transmetre un moment torçor motor entre

dos elements rotatoris , els eixos dels quals no estan alineats i es tallen ,

s’utilitza sovint. Te l’avantatge de que dura més.

Limitadors de parell transmissió directa d’un arbre però limitant el moment

torçor o parell de transmissió entre l’un i l’altre. N’hi ha de dos tipus : disc de

fricció i passador cisallable.

MECANISMES ARTICULATS

Mecanisme de quatre barres articulades

Esta format per quatre barres unides entre si amb articulacions. Si les giren

completament són manetes ,si nomes oscil·len balancins. Podem trobar-los en

la suspensió dels cotxes.

Mecanisme biela-maneta

Transforma el moviment circular en moviment rectilini i a l’inrevés.

Funcionament: Es transforma el moviment giratori de la maneta en un

Page 31: Tecno resum

moviment alternatiu (avant i arrere) La distància que es desplaça la biela depèn

de la longitud de la maneta (el doble)

TRANSMISSIÓ MITJANÇANT ELEMENTS FLEXIBLES Transmetre moviment d’un eix a un altre que es troba a una certa distància.

Transmissió per corretja :treballa distancies força llargues però la corretja llisca

i no assegura l’arrossegament de la politja.

Transmissió per cadena : entre dos rodes dentades així s’elimina la possibilitat

que es produeixi lliscament entre els dos elements. Permet transmetre grans

esforços.

Càlcul de velocitats .Relació de transmissió

Si considerem dos punts de la perifèria en cadascuna de les politges d’una

transmissió per corretja i considerem que aquesta no patina gens, aleshores les

velocitats lineals d’aquests dos punts són iguals :

v1 = v2 (m/s) ω1· r1 = ω 2· r2 ω1·D1 = ω2 ·D2

La relació de transmissió entre dues politges indica el nombre de voltes que fa

l’eix de sortida per cada volta que fa el d’entrada.

TRANSMISSIÓ MITJANÇANT ENGRANATGES Engranatges :mecanisme de transmissió de moviment circular mitjançant rodes dentades.

Tipus:

Rectes transmeten moviment rotatori entre eixos paral·lels situats a poca distància. S’utilitzen quan es treballa a velocitat de gir baixa i els esforços que es transmeten són relativament petits. Helicoïdals s’utilitza normalment per transmetre moviment giratori entre eixos paral·lels però també per a eixos perpendiculars. Poden transmetre esforços més grans. A més a més les velocitats de girs poden ser més grans i tenir un nivell sonor inferior. Cònics transmeten moviment entre dos eixos perpendiculars. Els més usuals

tenen les dents rectes. S’obtenen a partir d’un con on es generen les dents. La

secció de les dents és més gran a mesura que augmenta el diàmetre del con.

Interiors tenen les dents a l’interior , en contacte amb l’altre engranatge. Per tant, els dos eixos es troben situats al mateix costat i giren normalment en el mateix sentit.

Page 32: Tecno resum

Pinyó-cremallera es tracta d’una barra prismàtica amb dents , la cremallera , que engrana amb una roda dentada o pinyó. Quan el pinyó gira, la cremallera es mou lateralment en un sentit o en un altre segons el sentit de rotació. També es pot transmetre a l’inrevés. S’utilitza quan cal transformar moviment circular a rectilini o al inrevés. Cargol sense fi acoblament entre una rosca i un engranatge, per la qual cosa sempre treballen amb eixos que es creuen normalment als 90o. Amb aquest tipus de transmissió es poden obtenir relacions de transmissió mol grans. El problema més important que presenten es que pateixen un gran desgast a causa del fregament.

Característiques geomètriques dels engranatges rectes

Diàmetre primitiu (Dp). És el diàmetre d’una circumferència teòrica que

coincideix amb el diàmetre de la roda de transmissió si no hi hagués dents als

engranatges.

Nombre de dents (z).

Mòdul (m). És la relació entre la circumferència primitiva i el nombre de dents.

Pas (p). És la llargada de l’arc que hi ha entre dos punts homòlegs de dues

dents consecutives, mesurat sobre la circumferència primitiva.

Altura del cap de la dent (h1). És el mòdul en mm.

Altura del peu de la dent (h2). És igual a 1,25 vegades el valor del mòdul en

mm.

Gruix de la dent. Sol ser la meitat del valor del pas en mm.

Distància entre eixos (C). És la distància entre tots dos eixos:

Diàmetre exterior (De).

Diàmetre interior (Di).

Diàmetre base (Db). És el diàmetre de la circumferència a partir de la qual es

generen els perfils evolvent de les dents.

Recta de pressió i angle de pressió (φ). La recta de pressió és la recta normal al

punt de tangència o punt primitiu, entre els dos costats de dues dents en

contacte. L’angle de pressió és el que formen la recta de pressió i la recta

perpendicular als radis

Page 33: Tecno resum

Càlcul de velocitats i relacions de transmissió

En les transmissions dels engranatges, les velocitats d’entrada i sortida es

relacionen.

Al igual que en les transmissions per corretja o cadena dentada, la relació de

transmissió (i) és la relació que hi ha entre la velocitat de sortida i entrada.

També coincideix amb la inversa de la relació del nombre de dents i la inversa

dels moments parells.

En el cas de les cremalleres podem determinar la velocitat de desplaçament de

la barra prismàtica, segons:

D’on m·z=Dp i ha d’estar expressat en mm.

LLEVES I EXCÈNTRIQUES

Són mecanismes que transformen el moviment circular en moviment rectilini. A diferència d’altres mecanismes es que no poden fer la conversió inversa de rectilini a circular. N’hi ha de diferents tipus. El de lleva de placa, està format per la lleva i per l’element al qual impulsa, anomenat seguidor. TRANSMISSIÍ DE MOVIMENT MITJANÇANT ROSQUES

La velocitat del desplaçament serà igual al nombre de voltes per unitat de temps i per l’avanç efectuat a cada volta. On la velocitat angular és en rad/s i p (el pas en mil·límetres).

MECANISMES DE REGULACIÓ O MECANISMES INTERMITENTS

Regulador centrífug o de Watt

S’utilitza per regular la entrada de vapor al cilindre. La velocitat de gir del

mecanisme fa augmentar o disminuir la força centrífuga, per tant, fa pujar o

baixar les boles connectades a la vàlvula de la canonada d’admissió.

Mecanismes intermitents

Creu de Malta. Consta d’una maneta que gira i d’una roda conduïda. Cada

vegada que la maneta fa una volta, la part conduïda avança una posició i

s’atura.

Page 34: Tecno resum

Carraques. Són mecanismes que permeten a un arbre transmetre un moviment

circular o un moment a un altre arbre, politja o roda dentada només en un

sentit de gir. Si el gir s’inverteix no s’efectua la transmissió.

TRENS DE MECANISMES

El tren de mecanismes són combinacions de mecanismes que funcionen de manera que l’element que és impulsat per un mecanisme, impulsa el següent. CÀLCUL DE VELOCITATS I RELACIONS DE TRANSMISSIÓ

La relació de transmissió (i), és la relació que hi ha entre la velocitat angular de l’eix receptor respecte l’eix motor.

Els engranatges intermedis que no duen cap altre engranatge solidari al mateix eix, no afecten la relació de transmissió, però sí canvien el sentit de gir. També poden intervenir politges, i ho calcularíem amb el seu diàmetre. CAIXES DE CANVI DE MARXES I REDUCTORS

El canvi de marxes.

S’utilitzen per obtenir diferents relacions de moment-velocitat entre l’entrada i

la sortida d‘una transmissió. Per exemple en les bicicletes, el moviment és

transmès per una cadena metàl·lica des del plat fins al pinyó. Segons el

diàmetre del plat i del pinyó, la velocitat angular, la relació de transmissió i els

moments seran diferents.

Reductors.

Són un tren de mecanismes que serveixen per reduir la velocitat angular de

manera notable i, consegüentment, augmentar-ne el parell entre un o dos

arbres.

EMBRAGATGES , FRENS I ALTRES MECANISMES

EMBRAGATGES Són uns mecanismes que permeten connectar i desconnectar a voluntat o automàticament un dispositiu, normalment un arbre, conductor o motriu, amb un altre que és el conduït. Hi ha de diferents tipus, els més coneguts són: Embragatge de fricció. Transmeten el moviment a través d’una superfície que per forces de fricció connecta el dispositiu motriu amb el conduït. Poden ser:

Embragatges de disc: un conjunt de molles mantenen el disc, que està

connectat a l’eix conduït. A través d’un dispositiu mecànic (com una palanca,

pedal...) es poden desblocar les molles, alliberar el disc de la pressió que fa

contra les superfícies de l’òrgan actiu i per tant el moviment deixa de

Page 35: Tecno resum

transmetre’s. En aquest tipus d’embragatge es pot fer una connexió i

desconnexió sua i progressiva.

Embragatges cònics: l’arbre motriu i el conduït duen dues rodes de forma

cònica que s’acoblen i mitjançant un desplaçament lateral d’una de les part es

pot acoblar o desacoblar la transmissió.

Embragatges de dents. Aquí la connexió es fa a través de rodes dentades encarades frontalment, és brusca i poden transmetre esforços més elevats, per això s’usa per a màquines de poca velocitat angular. Embragatges hidràulic. En aquest la transmissió de moviment es fa a través d’un líquid (normalment oli). Dins d’un càrter ple d’oli hi ha una roda turbina connectada a l’arbre motriu i una altra connectada a l’arbre conduït. La turbina connectada a l’arbre conductor actua com a bomba que impulsa l’oli a les pales de la turbina de l’arbre conduït. A partir de certa velocitat angular es genera un moment prou gran com per arrossegar i girar. Embragatges centrífugs. L’arbre moriu duu unes masses connectades i retingudes amb unes molles. Quan la seva velocitat angular augmenta, les masses vencen la resistència de la molla separant-se a través d’una superfície de fricció amb un tambor connectat a l’arbre conduït. FRENS Són dispositius que permeten desaccelerar i, per tant, reduir fins a aturar-lo. Hi ha dels següents tipus:

Frens mecànics

Es basen en l’efecte de la fricció, cal destacar:

Frens de cinta. Una cinta recoberta interiorment de material resistent al

desgast o ferodo, abraça exteriorment la roda, el moviment de la qual es

pretén aturar. A través d’una palanca o pedal es tensa la cinta de manera

que faci pressió a la perifèria de la roda a través del ferodo, que per fricció

genera un moment d’aturada, i redueix fins a atura, si és necessari, el

moviment de la roda.

Frens de sabates o tambor. Dues peces anomenades sabates, recobertes

de ferodo, són accionades per una lleva que les separa, obligant-les a fer

pressió contra la part inferior d’un tambor solidari a l’arbre o eix que es vol

frenar. La lleva sol ser accionada per un sistema de palanques i, s’accionen

mitjançant un dispositiu hidràulic.

Frens de disc. L’arbre o eix que s’ha de frenar duu un disc solidari, sobre el

qual exerceixen una forta pressió dues pastilles recobertes de ferodo

col·locades en una mordassa. Les pastilles s’accionen mitjançant èmbols

hidràulics. Són més eficients.

En tots el frens hi ha una forta generació d’energia tèrmica a conseqüència

de la fricció, la qual cal refrigerar mitjançant sistemes de refrigeració.

Page 36: Tecno resum

Frens elèctrics

Es col·loca un disc metàl·lic (de coure o alumini) a l’arbre de transmissió del

vehicle. Davant dels disc se situen electroimants, que quan és connecten

generen un potent camp magnètic que indueix corrents paràsits al disc en

moviment. Aquest fet provoca una forta atracció entre el disc i els

electroimants que estan fixos, la qual cosa obliga al disc a disminuir la velocitat.

Inversor de gir

Són mecanismes molt importants en tota mena de màquines que funcionin en

dos sentits, sobretot en les que duen motor d’explosió, en què només es pot

invertir el sentit de gir mitjançant sistemes mecànics, com els automòbils.

La inversió del gir es fa a través de la inserció d’un engranatge enmig de la

transmissió o a través de trens planetaris o epicicloïdals. En aquest es connecta

l’arbre motriu anomenat planeta, que a través del braç portasatèl·lits i dels

satèl·lits connecta amb la corona dentada interiorment que és solidaria a

l’arbre de sortida. El braç portasatèl·lits es pot fixar al planeta de manera que

girin solidàriament fent girar tot el conjunt en un mateix sentit de gir, o bé es

pot deslligar del planeta i bloquejar i fer que el planeta a través dels satèl·lits

faci girar la corona en sentit contrari.