Embedded Files
Studiind această temă vei fi capabil:
să definești noțiunea de curent electric
să numești elementele unui circuit simplu
să deosebești materialele conductoare și izolatoare
să explici efectele curentului electric
Definiție: Mişcarea ordonată a purtătorilor de sarcină electrică se numeşte - curent electric.
Circuitul electric
Circuitul electric
Un circuit electric simplu este ansamblul format din:
generatorul electric sau sursa electrică
consumator (receptor)
conductoare de legătură
întrerupător
Porţiunea de circuit situată în afara generatorului (sursei) se numeşte circuit exterior.
Porţiunea de circuit situată în interiorul generatorului (sursei) se numeşte circuit interior.
Circuit electric
Curentul electric în conductori metalici
Curentul electric în conductori metalici
Metalele sunt conductoare de clasa I. Buna lor conductibilitate este datorată structurii lor, structură de reţea cristalină în nodurile căreia sunt ioni pozitivi printre care se mişcă dezordonat electronii liberi, electroni numiţi - de conducţie. Dacă avem două conductoare încărcate cu potenţiale diferite VA < VB, puse în legătură cu un conductor metalic, electronii liberi (purtători de sarcină electrică negativă) sunt puşi în mişcare dirijată de forţele electrostatice ale câmpului electric ce apare. Sensul curentului electric, prin convecţie, este sensul de mişcare al sarcinii electrice pozitive (priviți imaginea din dreapta).
Efectele curentului electric
Trecerea curentului electric printr-un circuit poate să producă următoarele efecte:
Efect termic
Efect magnetic
Efect chimic
Efectul termic
Efectul termic (denumit şi efect Joule-Lenz) este reprezentat de disiparea căldurii într-un conductor traversat de un curent electric. Aceasta se datorează interacţiunii particulelor curentului (de regulă electroni) cu atomii conductorului, interacţiuni prin care primele le cedează ultimilor din energia lor cinetică, contribuind la mărirea agitaţiei termice în masa conductorului. Curentul electric încalzește conductorul prin care circulă.
Reșoul electric
(un exemplu al efectului Joule-Lenz)
Fier de călcat
(un exemplu al efectului Joule-Lenz)
Efectul magnetic
Este reprezentat de apariţia unei tensiuni electromotoare de inducţie (descrisă cantitativ de legea inducţiei electromagnetice Faraday) într-un conductor supus acţiunii unui câmp magnetic. Acul magnetic este deviat în preajma conductorului parcurs de curentul electric, rezultă, curentul electric generează în jurul său un câmp magnetic.
Magnetul electric utilizat la trasportarea metalului uzat
Efectul chimic-electroliza
Constă în depunerea de substanță la electrozii unei soluții de electrolit. Curentul electric separă ionii din soluţiile conductoare, îi transportă la electrozi, unde se neutralizează şi se depun sau provoacă diverse reacţii chimice.
Procesul de electroliză
Aparate pentru masurarea curentului electric
Principalele instrumente de măsură utilizate sunt:
ampermetrul - pentru măsurarea intensității curentului electric (A);
voltmetrul - pentru măsurarea tensiunii electrice (V) .
Ampermetrul
Ampermetrul
Voltmetrul
Voltmetrul
La conectarea în circuit trebuie de ținut cont de următoarele condiții:
La conectarea în circuit trebuie de ținut cont de următoarele condiții:
Ampermetrul se conectează în serie;
Voltmetrul se conectează în paralel.
Intensitatea curentului electric
Mărimea ce caracterizează un curent electric din punct de vedere al efectelor pe care le produce se numește - intnsitatea curentului electric. Intensitatea curentului electric este o marime fizică scalară definită prin raportul:
unde:
q - sarcina electrica transportată;
t - intervalul de timp în care trece curentul electric prin medii.
Intensitatea curentului electric este mărimea fizică scalară egală cu sarcina electrică ce străbate într-o secundă secțiunea transversală a unui fir.
În funcţie de dependenţa de timp a intensităţii curentului, se folosesc următoarele denumiri:
• curent continuu - sensul curentului rămâne acelaşi;
• curent alternativ - sensul se inversează periodic.
Prin definiție, diferența de potențial electric (tensiunea electrică U) dintre două puncte ale unui câmp electric este mărimea fizică scalară egală cu raportul dintre lucrul mecanic efectuat de câmp pentru a deplasa o sarcină de probă între cele două puncte și valoarea sarcinii de probă. În sistemul internațional, unitatea de măsură pentru U este 1 V (Volt).
Pentru menţinerea constantă a intensităţii curentului electric, prin conductor, trebuie ca diferenţa de potenţial la capetele lui să rămână constantă. Generatoarele electrice sunt caracterizate de o tensiune electromotoare E: numeric egală cu lucrul mecanic efectuat pentru a transporta unitatea de sarcină pozitivă de-a lungul întregului circuit.
Într-un circuit electric simplu valoarea rezistenţei circuitului se calculează cu ajutorul legii lui Ohm, fiind egală cu raportul dintre tensiunea U aplicată la bornele sursei şi intensitatea I a curentului care circulă prin circuit.
Pentru un conductor omogen, valoarea rezistenţei se calculează conform formulei de mai sus:
unde:
ρ - este rezistivitatea materialului din care este făcut conductorul măsurată în ohm × metru;
l - este lungimea conductorului, măsurată în metri;
S - este secţiunea transversală a conductorului, măsurată în metri pătraţi.
Perioada și frecvența
Intervalul de timp în care intensitatea curentului efectuează o oscilație completă, adică obține consecutiv aceiași valoare numerică, se numește perioadă, iar numărul oscilațiilor complete efectuate într-o secundă – frecvență a curentului alternativ notată Hz.
Page updated
Google Sites
Report abuse