Solar Energia
La intensitat de corrent elèctric és una magnitud de l' electricitat que indica la quantitat de càrrega elèctrica que circula per un conductor durant un temps determinat. En altres paraules, mesura el flux de corrent elèctric que travessa un punt d' un circuit.
Aquesta magnitud resulta essencial per comprendre el funcionament de qualsevol instal·lació elèctrica, des de petits dispositius electrònics fins a grans sistemes industrials i d'energia solar fotovoltaica. La intensitat de corrent permet calcular consums, dimensionar conductors, seleccionar proteccions elèctriques i garantir el correcte funcionament dels equips.
La intensitat de corrent es representa mitjançant la lletra I i la seva unitat de mesura en el Sistema Internacional és l'amperi (A). Per aquest motiu, és habitual utilitzar els termes intensitat de corrent, amperatge o simplement amperis per referir-se a aquesta magnitud.
L' amperi com a unitat de mesura del corrent elèctric
L'amperi (A) és la unitat utilitzada per mesurar la intensitat de corrent elèctric. Un amperi equival al pas d'un culombi de càrrega elèctrica per un conductor durant un segon.
Com més gran sigui la intensitat de corrent, més gran serà la quantitat d' electrons que circulen pel circuit en un determinat interval de temps.
Alguns exemples habituals són:
- Una bombeta LED domèstica pot consumir menys de 0,1 A.
- Un carregador de telèfon mòbil sol subministrar entre 1 i 3 A.
- Un forn elèctric pot requerir més de 10 A.
- Una instal·lació fotovoltaica residencial pot treballar amb desenes d'amperis.
Mesurament de la intensitat de corrent elèctric
Per obtenir un mesurament correcte, l' amperímetre s' ha de connectar en sèrie amb l' element que es vol analitzar, de manera que tot el corrent elèctric travessi l' instrument.
Actualment també s' utilitzen pinces amperimètriques, que permeten mesurar la intensitat sense necessitat d' interrompre el circuit elèctric, facilitant les tasques de manteniment i diagnòstic.
Fórmula de la intensitat de corrent elèctric
La intensitat de corrent elèctric es defineix com la quantitat de càrrega elèctrica que travessa una secció d' un conductor per unitat de temps.
On:
-
I = intensitat de corrent (A)
-
Q = càrrega elèctrica (C)
-
t = temps (s)
Aquesta fórmula indica que la intensitat augmenta quan una major quantitat de càrrega elèctrica circula durant el mateix interval de temps.
Generació de corrent elèctric
El corrent elèctric apareix quan hi ha una diferència de potencial o tensió elèctrica entre dos punts d' un circuit. Aquesta diferència de potencial genera una força que impulsa el moviment dels electrons a través d' un material conductor.
Perquè hi hagi circulació de corrent elèctric cal disposar d' un circuit tancat que permeti el desplaçament continu de les càrregues.
Les principals fonts de generació elèctrica són les següents.
Generadors elèctrics
Els generadors i alternadors converteixen energia mecànica en energia elèctrica mitjançant el fenomen d' inducció electromagnètica. Són utilitzats en centrals hidroelèctriques, tèrmiques i eòliques.
Piles i bateries
Les piles i bateries produeixen electricitat a través de reaccions químiques que generen una diferència de potencial entre els seus terminals. Són una font de corrent continu àmpliament utilitzat en dispositius electrònics i sistemes d' emmagatzematge energètic.
Plafons solars fotovoltaics
Els panells solars converteixen la radiació solar en electricitat mitjançant l' efecte fotovoltaic. Quan la llum solar incideix sobre les cèl·lules fotovoltaiques, els electrons es posen en moviment i generen un corrent elèctric continu.
Aquesta tecnologia constitueix la base de les instal·lacions d'energia solar fotovoltaica utilitzades en habitatges, empreses i instal·lacions industrials.
Centrals elèctriques
Les centrals hidroelèctriques, tèrmiques i nuclears empren diferents fonts d' energia per accionar turbines connectades a generadors elèctrics capaços de produir grans quantitats de corrent elèctric.
Corrent continu i corrent altern
Segons la forma en què circulen els electrons, el corrent elèctric pot classificar-se en dos grans tipus.
Corrent continu (CC)
En el corrent continu, els electrons es desplacen sempre en la mateixa direcció.
És el tipus de corrent generat per:
- Plafons solars fotovoltaics.
- Bateries.
- Piles.
- Vehicles elèctrics.
La majoria dels sistemes d' emmagatzematge energètic treballen amb corrent continu.
Corrent altern (CA)
En el corrent altern, el sentit de circulació del corrent canvia periòdicament.
És el corrent subministrat per la xarxa elèctrica convencional i utilitzat en la majoria d' habitatges, comerços i indústries.
A Europa, la freqüència estàndard és de 50 Hz, cosa que significa que el corrent canvia de sentit 50 vegades per segon.
Diferències entre intensitat de corrent i voltatge
La intensitat de corrent i el voltatge són conceptes diferents, tot i que estan estretament relacionats dins de qualsevol circuit elèctric.
La intensitat de corrent indica la quantitat de càrrega elèctrica que circula pel conductor.
El voltatge o tensió elèctrica representa la diferència de potencial que impulsa el moviment de les càrregues elèctriques.
Una comparació senzilla consisteix a imaginar una canonada d' aigua:
-
El voltatge seria la pressió de l'aigua.
-
La intensitat seria el cabal que circula per la canonada.
Per tant, el voltatge proporciona la força necessària perquè hi hagi circulació de corrent elèctric.
Llei d' Ohm: relació entre intensitat, voltatge i resistència
La Llei d' Ohm és un dels principis fonamentals de l' electricitat i estableix la relació existent entre la intensitat de corrent, la tensió elèctrica i la resistència.
On:
-
V = voltatge o tensió elèctrica (V)
-
I = intensitat de corrent (A)
-
R = resistència elèctrica (Ω)
D' acord amb aquesta llei:
-
A major voltatge, major intensitat de corrent.
-
A major resistència, menor intensitat de corrent.
La Llei d'Ohm resulta imprescindible per al disseny i càlcul d'instal·lacions elèctriques, sistemes fotovoltaics i equips electrònics.
Relació entre intensitat de corrent i potència elèctrica
En electricitat i energia solar és molt habitual relacionar la intensitat de corrent amb la potència elèctrica.
La potència elèctrica es calcula mitjançant la següent expressió:
On:
- P = potència elèctrica (W)
- V = voltatge (V)
- I = intensitat de corrent (A)
Aquesta fórmula permet calcular la potència consumida o generada per un equip elèctric a partir de la seva tensió i intensitat.
Per exemple, un panell solar que produeix 400 W i treballa a una tensió de 40 V genera aproximadament 10 A de corrent elèctric.
Exemples d'amperis en instal·lacions elèctriques i solars
La intensitat de corrent pot variar considerablement en funció de l' equip o instal.lació analitzada.
| Equip o instal·lació | Intensitat aproximada |
|---|---|
| Bombilla LED de 10 W | 0,04 A |
| Router domèstic | 0,1 a 0,5 A |
| Televisor | 0,5 a 1,5 A |
| Carregador USB per a mòbil | 1 a 3 A |
| Tamel domèstic | 1 a 4 A |
| Rentadora | 4 a 10 A |
| Planxa elèctrica | 6 a 12 A |
| Forn elèctric | 10 a 15 A |
| Circuit domèstic estàndard | 10 a 20 A |
| Punt de recàrrega per a vehicle elèctric | 16 a 32 A |
| Panell solar fotovoltaic de 400 W | 10 a 13 A |
| Inversor solar residencial | 20 a 60 A |
| Instal·lació industrial | Cents d' amperis |
| Línia de transport d' alta tensió | Milers d'amperis |
Aquests valors són orientatius i poden variar segons la potència, el voltatge i les condicions de funcionament de cada equip.
Intensitat de corrent en panells solars fotovoltaics
La intensitat de corrent és un dels paràmetres més importants en qualsevol instal·lació fotovoltaica. El seu valor determina el dimensionament de cables, proteccions, reguladors de càrrega, bateries i inversors.
Per exemple, un panell solar de 550 W amb una tensió de treball propera a 42 V pot generar al voltant de 13 A de corrent. Quan diversos panells solars es connecten en paral·lel, les intensitats se sumen, incrementant el corrent total del sistema.