Portofoliu

FIZICA

Fizica este o stiinta a naturii care studiaza structura materiei, proprietatile generale, legile de miscare, formele de existenta a materiei, precum si transformarile reciproce ale acestor forme.

Fizica este inrudita cu celelalte stiinte ale naturii:

chimia se ocupa de interactiunea atomilor de a forma

molecule;

geografia moderna studiaza fizica pamantului (geofizica);

astronomia are legatura cu fizica stelelor si a spatiului

interstelar;

biofizica si biochimia studiaza aceleasi tipuri de legi.

Idei despre lumea fizicii dateaza din antichitate, dar, ca obiect de studiu, fizica a aparut la sfarsitul secolului al XIX-lea.

In antichitate, babilonienii si egiptenii au observat miscarile planetelor, au prezis eclipsele, dar nu au reusit sa gaseasca legile care guverneaza miscarile planetelor.

Civilizatia greaca a adaugat foarte putin la descoperirile anterioare, pentru ca au admis, fara a critica, ideile celor doi filosofi Platon si Aristotel, care nu acceptau experimentele practice.

La Alexandria, Arhimede a facut numeroase mecanisme practice. A inventat mecanismul parghiei si cel al insurubarii, a descoperit principiul masurarii densitatii corpurilor solide prin scufundarea lor in lichide.

Astronomul grec Aristarchus din Samos a masurat proportia distantelor de la Pamant la Soare side la Pamant la Luna.

Eratosthenes matematician, astronom si geograf, a determinat circumferinta Pamantului si a desenat o harta a stelelor; astronomul Hipparchus a descoperit succesiunea echinoctiilor; matematicianul si geograful Ptolemeu a propus sistemul de miscare planetara, in care Pamantul era in centru, iar Soarele, Luna si stelele se invarteau pe orbite circulare in jurul lui.

In perioada Evului Mediu, s-a incercat avansarea cercetarilor in stiintele naturii, dar nu s-a reusit.

In timpul Renasterii, s-au facut incercari pentru a interpreta comportamentul stelelor.

Filosoful Nicolaus Copernicus a sustinut ca planetele se misca in jurul Soarelui - sistemul heliocentric. El era convins ca orbitele planetelor sunt circulare.

Astronomul german Johannes Kepler a confirmat teoria heliocentrica.

Galileo Galilei si-a construit un telescop si incepand cu 1609, a confirmat sistemul heliocentric, prin observarea planetei Venus. El a descoperit suprafata neregulata a Lunii, primii patru sateliti luminosi ai lui Jupiter, pete pe Soare, multe stele din Calea Lactee.

In secolul al XVII-lea, Isaac Newton a enuntat principiile mecanicii, a formulat legea gravitatii universale, a separat lumina alba in culori, a propus teoria propagarii luminii, a inventat calculul integral si deferential. Prin descoperirile sale, a acoperit o suprafata enorma in stiintele naturii. A fost capabil sa arate ca atat legea lui Kepler a miscarii planetare cat si descoperirile lui Galilei despre corpurile cazatoare sunt urmarea combinarii celei de-a II-a legi a miscarii cu legea gravitatiei data de el. A prezis aparitia cometelor, a explicat efectul Lunii in producerea mareelor si succesiunea echinoctiilor.

Principalele ramuri ale fizicii sunt: mecanica, electricitatea si magnetismul, termodinamica, fizica atomica si moleculara, mecanica cuantica, fizica nucleara.

Mecanica

Legile lui Newton au dus la dezvoltarea mecanicii. Newton a avut o contributie majora in descrierea fortelor in natura, in special a fortelor gravitationale.

Fizicienii de astazi stiu ca mai exista trei forte fundamentale, in afara de cea a gravitatiei: fortele electromagnetice, fortele de interactiune nucleara si fortele radioactivitatii.

Fortele gravitationale guverneaza miscarea planetelor si poate fi responsabila de posibilul colaps gravitational, care este ultimul ciclu din viata unei stele.

Masa gravitationala a unui corp este proprietatea care determina raspunsul la orice forta exercitata asupra corpului.

Forta gravitatiei este cea mai slaba dintre cele patru forte ale naturii referitoare la particulele elementare.

In ciuda importantei macroscopice, forta gravitationala ramane slaba si de aceea, corpurile trebuie sa fie foarte mari ca sa fie simtite de alt corp.

Legea gravitatiei universale a fost dedusa din observatiile miscarilor planetelor, inainte de a fi verificate experimental. Demonstratia experimentala a fost facuta de Henry Cavendish in 1771.

Matematicianul elvetian Leonhard Euler a formulat, pentru prima oara, ecuatia miscarii pentru corpurile rigide, in timp ce Newton a lucrat cu mase concentrate intr-un punct, care actionau ca particule

Electricitate si magnetism

Desi grecii antici stiau proprietatile electrostatice ale chihlimbarului, iar chinezii au facut magneti inca din 2700 i.Chr., experimentarea si intelegerea electricitatii si a fenomenelor magnetice nu s-au realizat pana la sfarsitul secolului XVIII. In 1785, fizicianul francez Augustin de Coulomb a confirmat, experimental, ca sarcinile electrice se atrag si se resping, conform unei legi similare cu cea a gravitatiei. O particula incarcata cu sarcina pozitiva, atrage o particula incarcata cu sarcina negativa si au tendinta de a accelera una spre cealalta. In 1800, fizicianul italian Alessandro Volta a descoperit bateria chimica.

Fizicianul german Georg Simon Ohm a descoperit existenta unei proportionalitati simple si constante intre curentul continuu si puterea electromotoare data de baterie, cunoscuta drept rezistenta circuitului.

Conceptia istorica de magnetism, bazata pe existenta unei perechi de poli incarcati cu sarcini opuse, a aparut in secolul al XVII-lea, datorita muncii lui Augustin de Coulomb

Prima conexiune intre magnetism si electricitate a aparut ca urmare a experimentelor facute de fizicianul si chimistul olandez Hans Christian Oersted, care, in 1819, a descoperit ca acul magnetic poate fi influentat de o sarma din apropiere, incarcata cu sarcina electrica.

Andre Marie Amper a aratat, experimental, ca doua fire electrice se atrag ca doi poli magnetici.

In 1831, Michael Faraday descopera ca, fara a fi conectat la o baterie, curentul electric poate fi indus intr-un fir.

In 1887, Heinrich Rudolf Hertz, fizician german, a avut succes in generarea unor unde electromagnetice care se propagau in spatiu cu viteza luminii. Aceste unde au fost produse cu ajutorul curentului electric. Astfel, s-au pus bazele radioului, radarului, televiziunii si a altor forme de telecomunicatie.

Propagarea lineara a luminii era cunoscuta din antichitate. Grecii antici credeau ca lumina este corpusculara. In secolul XVII, Isaac Newton a dat o teorie bazata pe proprietatea corpusculara a luminii. Robert Hooke - fizician si Christiaan Huygens - astronom, matematician si fizician, au propus o teorie de unda, dar nu s-a putut face nici un experiment pentru a demonstra oricare dintre cele doua teorii, pana la demonstratia de interfata a luminii, realizata de Thomas Young, in prima parte a secolului XIX. O alta demonstratie a fost facuta de fizicianul francez Fresnel, in favoarea teoriei de unda.

Termodinamica

A inceput sa fie demonstrata de fizicieni in secolul XIX:

William Thomson (legea I a termodinamicii);

Nicolas Leonard Sadi Carnot (legea a II-a a termodinamicii, 1824);

Joseph Louis Gay-Lussac si Jacques Alexandre Cezar-Charles (transformarea izobara, izocora si izoterma si adiabata).

Teoria cinetica

Conceptul modern al atomului a fost propus de chimistul si fizicianul britanic John Dalton in 1808.

Teoria lui Dalton a fost continuata si definita de fizicianul si chimistul italian Amedeo Avogadro in 1811, dar nu a fost acceptata decat peste 50 ani, cand a pus bazele teoriei cinetice a gazelor.

In 1880, cele mai multe fenomene puteau fi explicate de mecanica newtoniana, teoria electromagnetica a lui Maxwel, termodinamica si statistica mecanica a lui Boltzmann

Probleme precum determinarea proprietatilor eterului si explicatia spectrului de radiatii din solide si gaze erau necunoscute. Aceste fenomene au pus baza unei revolutii stiintifice. Au fost facute o serie de descoperiri remarcabile ale ultimului deceniu al secolului al XIX-lea: descoperirea razelor X de catre W. C. Roentgen in 1895; descoperirea electronului de catre J. J. Thomson in 1895; a radioactivitatii de catre A.H. Becquerel in 1896 si a efectului fotoelectric de catre Hertz, W. Hallwachs si P.E. Alenard in perioada 1887-1889.

Toate aceste descoperiri au fost explicate in primii 30 de ani ai secolului XX prin teoria cuantica si teoria relativitatii, punand bazele fizicii moderne.

Fizica moderna

Teoria relativitatii

In 1905, Albert Einstein a formulat teoria relativitatii. El a continuat si definitivat experimentul facut de Michelson-Morley

In 1915, Einstein generalizeaza ipoteza sa si formuleaza teoria generala a relativitatii, care se aplica tuturor sistemelor ce se accelereaza unul fata de celalalt.

Teoria cuantica

Spectrul emis de corpuri luminate a fost pentru prima data explicat de fizicianul Max Planck

Planck a facut presupunerea ca moleculele pot emite unde electromagnetice.

Fotoelectricitatea

Principalele aspecte ale fenomenului de fotoelectricitate sunt:

energia fiecarui fotoelectron depinde de frecventa luminii si nu de intensitate;

rata emisiei de electroni depinde de intensitatea luminii si nu de frecventa;

fotoelectronii sunt emisi imediat ce lumina atinge suprafata de emisie.

Aceste observatii nu au putut fi explicate prin teoria electromagnetica a lui Maxwell.

Einstein a presupus in 1905 ca lumina poate fi absorbita numai in fotoni. Fotonul dispare complet in procesul de absorbtie, iar toata energia lui se duce la un electron din metal. Cu aceasta presupunere, Einstein a extins teoria cuantica data de Planck, dand o importanta deosebita dualitatii unda-particula a luminii. Pentru aceasta, in 1921, Einstein a primit Premiul Nobel in fizica.

Razele X

Au fost descoperite de Roentgen si au fost prezentate, in 1912, ca radiatii electromagnetice de lungime foarte scurta, de catre fizicianul Max Theodor Felix von Lane si colaboratorii sai.

Mecanismul producerii razelor X s-a aratat a fi un efect cuantic. In 1914, fizicianul britanic Henry Gwin-Jeffreis Moseley a folosit spectrograma de raze X pentru a dovedi ca numarul atomic al elementelor este acelasi cu pozitia sa in tabelul periodic al elementelor

Mecanica cuantica moderna

A fost cercetata si demonmstrata pentru prima data intre anii 1923-1930: Louis Victor Clinton Joseph Davisson Lester Halbert Germer si George Paget Thomson (experimentele din 1927) precum si Werner Heisenberg Max Born Ernst Pascual Jordan si Erwin Schrdinger

Dezvoltarea fizicii din 1930 pana in prezent

Dezvoltarea fizicii s-a bazat pe descoperirile fundamentale realizate pana in 1930 si pe evolutia ulterioara a tehnologiei

Radiatiile cosmice

Au fost descoperite in 1911 de Victor Franz Hess Acestea au fost cercetate mai bine odata cu lansarea in spatiu a unui satelit artificial in 1959.

Fizica nucleara

In 1931, fizicianul american Harold Clayton Urey descopera izotopul de hidrogen si fabrica apa grea.

Fizicienii francezi Irene si Frederic Joliot-Curie produc pentru prima oara nuclee radioactive artificiale (1933-1934).

Fizicianul englez Otto Robert Frisch a descoperit ca unele nuclee de uraniu pot fi divizate in doua, fenomen numit fisiune nucleara. In acelasi timp, o energie enorma este eliberata, impreuna cu o parte de neutroni. Aceste rezultate sustineau posibilitatea unei reactii in lant, obtinuta de Fermi si colaboratorii sai in 1942, cand a intrat in functiune primul reactor nuclear. Dezvotarea tehnologiei a fost foarte rapida, astfel incat in 1945 a fost realizata bomba nucleara de catre fizicianul american Robert-Oppenhelmer. In 1956, in Marea Britanie intra in functiune primul reactor nuclear pentru producerea energiei electrice.

Studiind energia stelelor, s-a dovedit ca in interiorul acestora au loc o serie de reactii nucleare, la temperaturi de milioane de grade. S-a observat, astfel, ca patru nuclee de hidrogen se transforma intr-un nucleu de heliu. Acest proces s-a numit fusiune nucleara. Asa s-a creat bomba cu hidrogen, care s-a detonat, pentru prima oara, in 1952 si s-a demonstrat a fi mai puternica decat bomba cu fisiune. Pentru realizarea temperaturii de fusiune, este necesara o bomba cu fisiune.

In 1993, la Universitatea Princeton s-a produs, intr-un mediu controlat, reactia de fusiune in scopul obtinerii energiei electrice.

Plasma

Plasma este orice substanta (gaz, de obicei) ai carei atomi au unul sau mai multi electroni pierduti. Electronii detasati raman in volumul de gaz neionizat. Ionizarea poate avea loc daca este introdusa energie in concentratie mare.

Plasma este gasita, de exemplu, in surse de lumina umplute cu gaz (neoane) si in spatiul interstelar, unde hidrogenul este ionizat de radiatii.

Lasere

Laserul, o descoperire recenta si importanta, este prescurtarea de la "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiations".

Laserul poate contine gaze, lichide si solide drept substanta lucratoare.

Un numar mare de atomi este ridicat la un nivel de energie foarte mare si sunt fortati sa elibereze aceasta energie simultan, producand o lumina continua. O tehnica similara este folosita in producerea microundelor.

Utilizarea laserului a fost dezvoltata in perioada 1950-1960 de catre americanii Gordon-Gould si Charles Hard Townes, s.a.

Laserul este astazi foarte folosit in cercetare, comunicatii, medicina, navigatie, metalurgie, fusiune si taierea precisa a metalelor.

T A B E L R E C A P I T U L A T I V

D i c t i o n a r de

t e r m i n i

Acceleratie gravitationala

- Acceleratia de miscare a corpurilor intr-un camp gravitational, in vid,

depinzand de pozitia punctului fata de centrul de atractie. Reprezinta

intensitatea campului gravitational in acel punct, fiind numeric egala cu

forta cu care este atrasa unitatea de masa;

Ampermetrul

- Instrument folosit pentru masurarea intensitatii curentului electric dintr-un

circuit, fiind montat in serie cu acesta.

Cinematica

- Capitol al mecanicii care se ocupa cu studiul miscarilor corpurilor,

cercetand traiectoriile, vitezele, acceleratiile lor, fara a tine seama de

cauzele care produc sau modifica aceste miscari;

Capacitatea calorica

- Caldura schimbata de corp cu exteriorul pentru a-si modifica temperatura cu un grad;

Curentul electric

Miscarea dirijata de particule incarcate cu sarcini electrice;

Dinamica

Ramura a mecanicii care se ocupa cu studiul miscarii corpurilor, luand in consideratie atat fortele ce le produc, cat si masele lor.

Dispersie

Fenomenul de variatie a indicelui de refractie cu lungimea de unda

Echilibru mecanic

Starea in care se afla un corp cand rezultanta fortelor ce actioneaza asupra sa este nula si cand momentul rezultant fata de un punct arbitrar din spatiu este nul.

Electroliza

Descompunere cu ajutorul curentului electric a unor substante solidedizolvate intr-un lichid sau in stare topita.

Energia cinetica

Reprezinta Lucrul Mecanic efectuat asupra corpului (sistemului) pentru a-l aduce din starea de repaus la viteza v.

Energia potentiala

Energia datorata pozitiei partilor sale componente, aflate in interactiune una fata de cealalta.

Fizica

- Fizica este o stiinta a naturii care studiaza structura materiei,

proprietatile generale, legile de miscare, formele de existenta a materiei,

precum si transformarile reciproce ale acestor forme.

Greutatea

Forta de atractie gravitationala pe care Pamantul o exercita asupra oricarui corp aflat in vecinatatea suprafetei sale.

Inductie electromagnetica

Aparitia unui camp electric variabil in regiune in care exista un flux magnetic variabil.

Inertia

Proprietatea punctelor (corpurilor) materiale ce apartin unui sistem inertial de a-si pastra starea de repaussau de miscare uniforma si rectilinie, in absenta oricaror forte, sau cand rezultanta fortelor eterioare este nula.

Instrument optic

Un ansamblu de lentile, oglinzi si diafragme cu ajutorul caruia obtinem imagini ale diferitelor obiecte.

Intensitatea curentului

Marime care exprima sarcina electrica ce strabate sectiunea transversala a unui circuit in unitatea de timp.

Reflexia luminii

Intorcerea (partiala) in mediul din care a venit a undei luminoase atunci cand intalneste suprafata de separare a unui alt mediu.

Rezistenta electrica

Marime fizica ce caracterizeaza modul in care un conductor se opune trecerii curentului electric prin el.

Sarcina electrica

Marime fizica ce caracterizeaza proprietatea corpurilor electrizate de a interactiona respectiv de a crea in jurul lor un camp electric.

Transformatorul

Aparat electric static in care se face transferarea energiei electrice de la o tensiune U1 si un curent I1 la o tensiune U2 si un curent I2. Functionarea transformatorului se bazeaza pe fenomenul inductiei electromagnetice.

Radiatii X

Radiatii electromagnetice analoage celor luminoase, insa de frecventa mult mai mari.

T E S T G R I L A

1. In categoria surselor de lumina artificiala intra:

a) licuricii; c) Luna pe cer;

b) flacara unei brichete; d) laserul.

2. In categoria corpurilor transparente intra:

a) o bucata de celofan; b) un bloc de gheata;

c) un strat subtire de apa pura;

d) o bucata de sticla mata.

3. Care dintre afirmatiile de mai jos sunt corecte?

a)      Lumina se propaga in vid.

b)      Corpurile opace permit trecerea luminii foarte putin.

c)      Lumina rosie se propaga in zigzag.

d)      Transparenta unui corp scade la cresterea distantei parcuse de lumina prin el.

4. De ce o lingurita introdusa in cana cu ceai pare franta la suprafata de separare dintre aer si ceai?

a)      Pentru ca s-a pus prea mult zahar in ceai si este foarte dulce;

b)      Razele de lumina sunt paralele si se reflect ape suprafata linguritei;

c)      Razele de lumina sunt divergente si nu se realizeaza fenomenul de reflexive a luminii;

d)      Are loc fenomenul de refractie a luminii la suprafata de separare dintre aer si ceai.

5. Viteza luminii in aer o consideram 300.000 km/s. Distanta de 18.000.000 km este parcusa in:

a)      30 s ; b) 40 s ; c) 50 s ; d) 1 minut.

6. Viteza luminii in aer o consideram 300.000 km/s. In doua minute, lumina parcurge prin aer distanta de:

a) 610⁵ km ; b) 3610⁶ km ; c) 1,810⁵ km ; d) 1210⁶ km.

7. Distanta de la Pamant la Luna este de aproximativ 378.000 km. In ce interval de timp parcurge lumina aceasta distanta? Se considera viteza luminii de 300.000 km/s.

a) 1 minut ; b) 1 s ; c)1,30 s ; d) 1,26 s.

* Punctajele acordate sunt: 1 punct din oficiu, la probleme 1-4 cate 0,75 puncte, iar la probleme 5-7 cate 2 puncte.

1. Imaginea unui obiect aflat la o distanta de 40 cm de o lentila cu convergenta dioptrii, se formeaza pe un ecran. Cu cat trebuie deplasat ecranul daca o a doua lentila, care are convergenta o dioptrie, se alipeste de prima?

R: 1,33 m.

Prima formula fundamentala pentru prima lentila :

unde:

Prin alipirea celei de-a doua lentile (cu convergenta ) sistemul devine echivalent cu o lentila cu convergenta .

Prima formula fundamentala pentru aceasta:

Ecranul trebuie deplasat cu , spre stanga.

2. Un obiect cu inaltimea de 5 cm formeaza intr-o lentila biconvexa, pe un ecran o imagine inalta de 20 cm. Daca obiectul se indeparteaza de lentila cu 5 cm, pe ecran se formeaza o imagine de 10 cm. Care este distanta focala a lentilei?

R: 20 cm.

Formulele fundamentale ale lentilelor:

, unde

(daca imaginea se formeaza pe ecranimaginea este reala, deci rasturnata , conform desenului din problema precedenta)

,

Dupa indepartarea obiectului de lentila cu ,

, unde

,

3. Care va fi valoarea indicelui de refractie al unei lentile biconvexe simetrice, aflata in aer, astfel incat focarele lentilei sa coincida cu centrele de curbura ale acesteia?

R: 1,5.

Din formula distantei focale a lentilelor subtiri:

, unde - raza primului dioptru,

- raza celui de-al doilea dioptru.

Lentila biconvexa simetrica;

Focarele lentilei coincid cu centrele de curbura ale acesteia

.

Laser-Pointer

Laserul manual de rotatie Tip LMR

O alta conditie de fuinctionare a laserului e conditia de castig laser. Emisia stimulata e urmata de propragarea fascicolului de fotoni, extractia acestuia si reflectarea lui pe oglinda semitransparenta, reintoarcerea in mediul activ unde produce noi emisii stimulate. Acest fascicol ingrosat cade pe aceasi oglinda semitransparenta unde o parte e extras, o parte se reflecta si asa mai departe.

PINCIPIILE MECANICII CUANTICE(form. axiometrica)

Postulatele fundamentale ale teoriei cuantice:afirmatii cu caracter general, care cuprind totalitatea ideilor de baza ale fizicii cu antice formulate sintetic.Daca sistemul postulatelor fundamentale e comlpet se poate considera ca aceasta reprezinta o "baza" intr-un spatiu axiomatic al teoriei cuantice.

Postlatul descriei cu‍‍‍‍antice a starilor (primul postulat) - starile unui sistem cuantic sunt descrise prin vectori de stare (<ψ>)ket, apartinand spatiului starilor E (sp Hilbert).

Postulatul reprezentarii observabilelor fizice(al 2 postulat) - observabilele fizice (marimile fizice masurabile) sunt reprezentate prin operatori hermitici (Ậ), care actioneaza in spatiul starilor(E) asupra vectorilor de stare(ψ) ai sistemului cuantic.

Postulatul cuantificarii(III) - operatorii cinjugati canonic si satisfac relatiile de comutare ale lui Heisenberg

Postulatul metodico-euristic de corespondenta(IV) - marimile fizice masurabile pot fi exprimate analitic functie de variabilele conjugate canonic. Operatorii cuantici prin care se reprezinta marimile fizice masurabile se obtin prin corespondenta, inlocuind variabilele conjugate canonic prin operatoricuantici corespunzatori.

Postulatul prepararii starii(V) - in procesul de masura al unei observabile(A), singurele rezultate posibile sunt diferitele valori proprii ale observabilei. Starea sistemului cuantic in urma masurarii va fi descrisa prin vectorul propriu u_n> corespunzatori valorii proprii masurate a_n.

Postulatul naturii statistice al predictiilor in procesul de masura(VI) - in procesul de masura fieare valoare proprie a_n se obtine cu o anumita probabilitate P(a_n).

. Astfel valoarea medie a rezultatului masurarii fectuate asupra observabilei(A) e data de expresia: <A>-medie din

Postulatul evolutiei temporale(VII) - hamiltonianul sistemului genereaza o familie de operatori liniari unitari, de evolutie cauzala ((t,t₀) - operatorii de t,t₀, astfel ca se obtine: .

Postulatul supraselectiei starilor sistemelor de particule identice (VIII) - starile sistemelor de particule identice sunt descrise prin vectori de stare care sunt complet simetrici sau antisimetrici in raport cu operatia de permutare a particulelor.

OBSERVATII:

(part ident) electronii sunt particule identice de spin , se numesc fermioni si se supun statisticii Fermi-Dirac. In cazul acesta functioneaza princ de excluziune al lui Pauli conform caruia nu pot exista 2 fermioni in aceeasi stare. 2 in atom daca ar avea toate nr cuantice identice atunci trebuie sa difere prin spin(va avea spin -1/2 si altul 1/2).

part identice cu spin intreg sn. basoni si se supun statisticii Baso-Einstein. Bosonii pot exista oricat de multi in aceeasi stare cuantica.

diferenta intre supozitia liniara a starilor si amestecul statistic de stari > - o stare

toti vectorii de stare ket alc spatiul de stare e un sp Hilbert (un sp al functiilor de patrat integrabil). Se poate defini un sp dual alc din vectorii < (vectorii bra).

< > - denumirea descrie modul in care se construiesc vectorii in acel sp.

Bra_Ket

OPERATORUL DE MOM CINETIC IN MEC CUANTICA

Momentul cinetic ca operator se construieste pe baza definitiei vectorului de mm cinetic() si inlocuim var dinamice, canonic conjugate prin operatorii coresp conform postulatului IV. Calculele se vor face in coordonate sferice datorita faptului ca mom cinetic orbital e legat de miscarea in jurul nucleului care se presupune a fi circular.

RADIOACTVT NATURALA

Fenomenul de radioactiv naturala consta in emisii de radiatii din interiorul nucleelor unor elemente chimice aflate in natura. Aceste elemente se numesc intabile.

Tipurile de radiatii emise (rad α, β⁺,β^-,γ).Fenomenul a fost pus in evidenta intamplator de catre Henri Becquerel prin impresionarea accidentala a unor placi fotografice care contineau impachetat un minereu cu uraniu(U).Acest fen a fost studiat si explicat de catre Marie si Pierre Curie. Ei au descoperit si alte elemente instabile (radioactive, Ra, Po).

Proprietati:

- radiatiile α sunt alc din part α⁴₂₁. Ipoteza protono-neutronica (Ivanenko-Heinseberg) nucleul atomic este format numai din p⁺ si n⁰.

- aceste radiatii sunt incarcate + si se mai scrie α²⁺, din acest motiv sunt deviate in campurile electr si mag.

- produc ionizari ale subst prin care trec, pierzandu-si rapid energ, de aceea parcursul lor in subst e foarte mic.Ecranarea se face in acest caz cu o simpla foaie de hartie.Organismelebiologice sunt influentate de aceste radiatii (efecte biologice).

- rad β^- (un fascicul de cu energ mare) sau β⁺ (pozitroni). β ⁺ = e⁺ - e - antipart electronului.

Particulele si antiparticulele nu pot coexista in acelasi mod si se anihileaza reciproc. In locul lor aparand o puternica generare de energie. Invers din energia rad electromag de tip γ poate aparea fen de generare de perechi in subst perechea fiind alc dintr-o part si o antipart. Antipart(pozitronii) au si ele aplicatii practice spre ex in diagnoza (PET). Aceasta metoda se foloseste in special in determinari asupra fluxului sanguin prin inregistrarea cu detectoare speciale a fascicolului de pozitroni, precum si a fassc de radiatii aparute prin interactia pozitronilor cu proba.

Radiatiile de tip β^- si β ⁺ fiind incarcate electric sunt deviate in campurile electrice si magnetice si produc ionizari ale atomilor subst de un trec, dar mai putine. Parcursul lor este mai lung. Pentru ecranare se folosesc placute metalice.

Radiatiile γ sunt de tip electromag, fiind alc din fotoni, adiq fiecare foton poarta o cuanta de energ hυ, frecventa e foarte mare si lungimea de unda foarte mica, din acest motiv parcursul lor este foarte mare in substantele(infinit) metodele de atenuare sunt corespunzatoare.

Campurile electrice si magnetice nu actioneaza asupra radiatiilor. Numarul de ionizari e foarte mic.Totusi ele sunt foarte periculoase datorita energiei foarte mari pe care o au. Aplicatiile sunt legate de aceasta propr. Se folosesc in medicina(elem Co) la tratamentul tumorilor maligne, precizia de act asupra tesutului bolnav e data de instalatia care contine sursa radioactv.

Toate radiatiile de tip radioactiv utilizate in afara normelor de protectie a muncii pot produce boli de rad sau forme de cancer. In acelasi timp ele pot fi utilizate ca unelte in mmedicina pt tratarea unor astfel de boli.Utilizarile sunt multiple, imbracand aspecte diverse legate de propr lor: in stiinta, in industrie, biologie, st de mediu. Pot fi urmarite astfel o multitudine de procese din cele mai diverse domenii.

Laserii

Laserii sunt dispozitive care se studiaza in cap de Electronica cuantica. Acest studiu cuprinde: efectul laser (emisie, absorbtie, emisia stimulata), tipuri de laseri, propr ale radiatilor laser, aplicatii.

Efectul laser. Emisia, absorbtia, emisia stimulata.

E₂-E₁=hυ, E₁, E₂ - stari stationare de energie din atom.

Revenirea e pe starea de energii inferioara se face de la sine fara interventia noastra, fenomenul numindu-se emisie spontana.

Absorbtia inseamna inglobarea unei cuante de energie egala cu diferenta energetica dintre cele 2 nivele(E₂,E₁).

Emisia stimulata inseamna provocarea unui fenomen de emisie de radiatie printr-o alta radiatie de aceeasi frecventa. Einstein a elaborat coeficientii de emisie, absorbtie si emisie stimulata. Emisia stimulata e utilizata pentru obtinerea efectului laser. LASER - light amplification of the simulated emission of radiation.

Mediu activ - colectiv de atomi, molecule, ioni in care au loc tranzitiile cuantice. Mediul activ e asezat intr-o incinta numita cavitate laser. Aceasta incinta cuprinde 2 oglinzi semitransparente curbe sau plane. Cavitatea este deschisa. Printr-o metoda oarecare (pompaj) se aduc constituentii mediului activ intr-o stare de energie superioara pentru ca apoi sa fie capabil sa emita radiatia laser respectiva. Ex laserul cu 3 nivele. E₃-E₁=hυ₁₃

n_i - populatia nivelului, τ_i - timp de viata al nivelului. La inceput majoritatea constituentilor se afla pe n1, al carui τ este nelimitat. Prin pompaj n1 scade, n2 creste, dar τ2 fiind foarte mic, majoritatea constituentilor n2 tind sa revina intr-o stare de energie inferioara. Astfel E2 se depopuleaza foarte repede. De aceea efectul laser apare prin existenta unui nivel energetic E3, numit metastabil cu τ3>τ2, astfel poplatia n3>n1 (inversie de populatie).

O alta conditie de functionare a laserului e conditia de castig laser. Emisia stimulata e urmata de propagarea fascicolului de fotoni, extractia acestuia si reflectarea lui pe oglinda semitransparenta, reintoarcerea in mediul activ unde produce noi emisii stimulate, acest fascicol ingrosat cad pe aceeasi oglinda semitransparenta unde o parte e extras, o parte se reflecta. Mai apar pierderi prin difractie pe oglinzi sau prin peretii goi ai cavitatii, prin fluctuatii. Toate aceste pierderi insumate trebuie sa fie mai mici decat castigul prin emisii stimulate in mediul activ. Astfel apare o conditie de prag a laserului si anume: castigul mai mare decat pierderea. g>α - conditia de prag. (g-castig, α - pierderea). Toti laserii au un randament. Acesta se defineste in mod obisnuit si in cazul laserilor este foarte mic. Laserii nu se utilizeaza pt randamentul lor ci pt multitudinea de aplicatii aproape in toate domeniile. Folosirea lor e restransa si de eficienta economica.

Tipuri de laser: exista foarte multe tipuri de clasificare (multe tipuri de clasa):

o       dupa starea de agregare a mediului activ:

o     laser cu mediu activ solid (cu rubin)

o     laser cu mediu activ cu neodin:

cu sticla dopata cu neodin care emite in IrDa

YAG - dopata cu granulatii de Ytrium Aluminium Granat

o       laser cu mediu activ gazos (Ne) - se afla intr-uin cub de descarcare intre e caruia se aplica o tensiune, astfel se realizeaza o parte din procesul de pompaj rpin care atomii unui gaz sunt excitati.

o       laser cu mediu activ lichid - laser cu coloranti.

Tipuri de constituenti ai mediului activ: laseri atomici (Ne-He), moleculari (cu CO₂), laseri ionici (laseri cu ioni de Argon).

Laseri:

Acordabili

Neacordabili

Laseri dupa domeniul spectral, in functie de tipul de laser se intinde in functie de gama undelor magnetice

Vizibil

Ultraviolet

Observatie: Se incearca obtinerea de radiatie laser in toate domeniile. In dom microundelor disp corespunzator sn MASER (microwave), diferenta consta ca marimea de unda la MASER e comparabila cu lungimea de unda.

Fizica solidului

Se numesc solide, materialele cristaline, adica avand constituentii elementari dispusi in anumite forme geometrice, bine definite numite retele cristaline. Acestea pot fi: cubice, cubice cu volum centrat, cubice cu fete centrate, rombice, hexagonale.

In acest caz in nodurile retelei sunt dispusi de exemplu ionii pozitivi ai atomilor de metal, air printre acesti ioni circula electronii acelorasi ioni. Se constata ca se poate modela structura solida cristalina printr-o imagine simpla in care ionii + se afla in nodurile retelei iar electronii - se misca in acest potential periodic cu perioada spatiala caracteristica retelei respective. U_(x)=U_(x+a) - forte de atractie electrostatice.

S-au elaborat mai multe modele care sa ilustreze structura si mecanismul de funct a subst solide cristaline. Trebuie sa explice propr starii solide: conductivitate termica, electrica, propr magnetice, propr optice. Subst amorfe nu sunt considerate solide. Subst amorfe sunt lichide foarte vascoase a caror propr de curgere nu se observa la temperatura respectiva, dar apare evidenta de indata ce se incalzeste putin. Aceasta nu inseamna ca respectivele subst se topesc, pt ca ele sunt deja in stare lichida. Exemplu substanta SnO₂ e o subst transparenta folosita in tehnica in calitate de electrod transparent. Initial SnO₂ se obtine chimic, din acest motiv nu are nici conductivitate termica nici electrica care sa fie folosita practic. Se supune aceasta subst unui tratament termic care in mom de fata se efectueaza cu laser. Acum se folosesc laseri excimeri care emit in domeniul ultraviolet cu τ (durata) scurta, λ (subst) absoarbe puternic aceste lungimi de unda. Stratul de SnO₂ trebuie sa fie foarte subtire, sute de nanometri (10² nm), se numeste film de SnO₂. aceasta energie absorbita contribuie la tratamentul termic al subst. Se constata ca dupa acest tratament, subst se indeseste, aparand microcristalite. Acestea sunt mai mari la suprafata de patrundere a fascicolului laser, suprafata libera si sin ce in ce mai mici catre supraf de pe substrat.

In final subst devine cristalina si buna conducatoare de caldura si electricitate, astfel se poate folosi ca electrod transparent. Acest fenomen este insotit din pacate de fen de ablatie laser, adiq pierdere de material in timpul tratamentului termic.

Laseri cu escimeli - efectul laser se obt prin eliberarea de energie de catre o formatiune chimica numita dimer excitat.

Dimerul excitat - e o formatiune legata care elibereaza surplusul de energie, revenind in stare fundamentala unde se separa. Aceasta energie este eliberata sub forma de radiatie si constituie pentru unii dimeri efect laser. Acesti laseri s-au perfectionat si au energie suficienta pentru a putea fi folositi practic si o omogenitate suficient de buna a fascicului.

Cap.I. Motorul sincron

I.1. Definitie si elemente constructive de baza

Masina de curent alternativ la care turatia motorului este egala cu cea a campului invartitor, indiferent de sarcina, se numeste masina sincrona.

Armatura inductorului masinii este formata dintr-o succesiune de poli "N" si "S", realizati din electromagneti excitati in c.c. sau prin magneti permanenti. In general, inductorul este rotor si numai la masini mici, din motive de spatiu, poate fi stator, masina fiind considerata in acest caz de conductie inversa.

Inductorul poate fi cu poli aparenti si bobine concentrate asezate pe acestia sau cu poli plini, cand infasurarea de excitatie este repartizata in crestaturi. Infasurarea de excitatii are capetele legate la doua inele de pe arbore pe care calca periile care fac legatura cu sursa exterioara de c.c. Motoarele sincrone mai au armatura inductoare o infasurare de tip colivie, numita "infasurare de amortizare" , utilizata la pornirea motoarelor. Circuitul magnetic al inductorului se poate realiza si din piese masive de otel, deoarece fluxul fiind produs de c.c. nu variaza in timp si nu produc pierderi.

Armatura indusului este formata din pachete de tole si in crestaturile ei se gaseste o infasurare trifazica conectata in stea. Gama larga de puteri, ca si locul de utilizare, a condus la numeroase forme constructive al caror elemente, in afara celor precizate mai sus, pot diferi de la un tip la altul.

Astfel elementele specifice ale motorului sincron sunt:

circuitul magnetic statoric;

carcasa;

infasurarea indusa;

scuturile;

placile de strangerea pachetelor de tole     

stator;

butucul armaturii rotorice;

poli inductori;

infasurarea excitatiei;

excitatoarele;

ventilatorul.

I.2. Semne conventionale

Pentru motoarele sincrone exista o serie de semne conventionale dupa cum urmeaza:

a)       infasurarile indusului sunt notate cu "U",

"V", "W"

b)       infasurarea de excitatie se noteaza cu

"F"

I.3. Domenii de utilizare a motoarelor sincrone

Masinile (motoarele) sincrone pot functiona in regim de generator, de motor si intr-un regim de compensator de putere reactiva (compensator sincron).

Generatoarele sincrone (alternatoarele), constituie surse de curent alternativ de frecventa industriala din centralele electrice. Tendinta este ca ele sa se realizeze cu puteri cat mai mari pe unitate, pentru abtinerea de randamente mari si consumuri specifice mici de materiale.

Generatoarele sincrone mari cu poli inecati, antrenate de turbine cu abur sau gaze la turatii de 3000 rot/min. sau mai rar de 1500rot/min. se numesc "turbogeneratoare", iar cele cu turatii mici, cu poli aparenti, antrenate de turbine hidraulice se numesc "hidrogeneratoare".

Motoarele sincrone se folosesc la puteri de 100KW, in locul motoarelor asincrone, pentru functionarea la un factor de putere dorit sau chiar pentru compensarea factorului de putere al retelelor. Ca motoare mai mici se utilizeaza acolo unde se impune o turatie sincrona.

Compensatoarele sincrone sunt motoare sincrone care functioneaza in gol si debiteaza putere reactiva in retelele la care sunt conectate pentru a le imbunatati factorul de putere.

Cap.II. Principiul de functionare a motorului sincron

II.1. Principiul de functionare al generatorului

Daca rotorul motorului sincron are infasurarea de excitatie alimentata de o sursa de c.c. si este antrenat de un motor cu viteza unghiulara W se formeaza un camp invartitor de forma care produce printr-o infasurare de faza fluxul y. Infasurarile de faza fiind declarate in spatii cu un unghi de 120 , t.e.m. induse in cele trei infasurari statorice de faza sunt:

e₀₁=E₀ 2cos(wt-p

e₀₂=E₀ 2cos(wt-p p

e₀₃=E₀ 2cos(wt-p p

unde:

w=pW

E₀=expresia pentru fluxul y de la functionarea in gol.

Daca infasurarea statorica se conecteaza la o sarcina trifazata de impedante corespunzatoare, aceasta, ca si infasurarile, vor fi parcurse de un sistem trifazat de curenti, curentul din faza de referinta avand forma:

i₁=I 2cos wt-(p b

Unghiul de decalaj "b" dintre t.e.m. e₀₁ si curentul i₁ depinde de natura sarcinii si de parametrii infasurarii. In acest caz masina cedeaza o putere electrica sarcinii, putere preluata prin intermediul campului electromagnetic de la motorul primar, functionand deci, in regim de generator.

II.2. Reactia indusului la masina sincrona

Reactia indusului are o mare influenta asupra comportarii motorului sincron, nu ca la masina de c.c. unde influenta ei este, practic, neglijabila.

Infasurarea trifazata a statorului, parcursa de sistemul trifazat de curenti de forma celor dati de relatia i₁=I 2cos wt-(p b , produce la randul ei un camp invartitor de reactie care are aceeasi viteza unghiulara W si acelasi sens de rotatie ca si campul invartitor inductor, dar decalat in urma, ca si curentul "i₁", fata de fluxul care a indus t.e.m.:

b_a=B_acos wt-a p b

Deci, fluxul de reactie prin infasurarea de faza a indusului va fi defazat fata de fluxul inductor cu acelasi unghi, avand expresia:

Y_a Y_acos wt-(p b

iar t.e.m. indusa a acestui flux va fi:

e_a=wYcos wt-(p b =E_a 2cos(wt-p b

Cele doua fluxuri inductor Y si de reactie Y_a se compun si dau un flux rezultat:

Y Y Y_a

care induce a t.e.m. -E=E₀+E_a

II.3. Ecuatia tensiunilor

Pentru o urmarire mai simpla a fenomenelor de baza, ecuatiile se vor deduce pentru masina sincrona ci intrefier constant (cu polii plini), chiar daca nu vor fi prinse unele particularitati functionale specifice motorului sincron cu intrefier variabil (cu poli aparenti).

Ecuatia tensiunilor pentru o faza a indusului se determina aplicand regula dipolului generator: +RI+jx₀I=E=E₀+E_a

Unde :

"R" este rezistenta infasurarii de faza

"x₀" este reactanta corespunzatoare fluxului de

scapari a infasurarii respective

E este data de relatia E₀+E_a=E

Daca avem in vedere ca Y_a este in faza si proportional cu curentul i₁, cum reiese din relatiile: i₁=I 2cos wt-(p b si Y_a Y_acos wt-(p b , in baza relatiei e_a=wYcos wt-(p b =E_a 2cos(wt-p b) se poate scrie:

E_a=-jx_aI

Unde x_a este reactanta corespunzatoare fluxului de reactie.

Cu relatiile E_a=-jx_aI si U+RI+jx₀I=E=E₀+E_a se mai poate scrie:

E₀=U+RI+jx₀I+jx_aI=U+RI+jx_sI

Unde x_s=x₀+x_a este reactanta sincrona a motorului.

Cap.III. Regimurile de functionare, bilantul de puteri si randamentul

III.1. Cuplul electromagnetic dezvoltat cand masina este cuplata la retea

Daca tensiunea retelei U si t.e.m. E₀ a generatorului au aceeasi pulsatie w₁, se pastreaza relatia:

E₀=U+RI+jx₀I+jx_aI=U+RI+jx_sI

Avand in vedere ca la masina sincrona rezistenta R si reactanta x₀ sunt mici fata de reactanta x_s, iar in relatia U+RI+jx₀I=E=E₀+E_a se poate considera U E si ecuatia E₀=U+RI+jx₀I+jx_aI=U+RI+jx_sI devine E₀ U+jx_sI.

Cu aceste simplificari diafragma de fazori si puterea electromagnetica a motorului sincron trifazat se aproximeaza cu:

P_e 3EIcosj 3UIcosj

III.2. Definitia regimurilor de generator si motor

Considerand ca rotorul masinii W W , E₀ are pulsatia w=pW W , unghiul intre q, definit de reactia indusului variaza continuu iar cuplul electromagnetic dat de relatia:

P_e (3UE₀/x_s)sinq

M_e=P_e/W (3E₀/W x_s)sinq

Este un cuplu alternativ, deci cu valoare medie nula. Astfel ne dam seama ca motorul sincron nu dezvolta un cuplu electromagnetic decat atunci cand W W , adica rotorul are turatia de sincronism impusa de pulsatia w₁ a retelei la care este cuplata masina. Daca motorul sincron functioneaza pe retea proprie ca generator, acesta impune si frecventa retelei alimentate. Din aceasta cauza, cuplul electromagnetic al motorului sincron se mai numeste "cuplu sincron".

Daca masina cuplata la retea functioneaza in regim de generator, adica da energie activa in retea, trebuie sa fie antrenata de un motor primar care sa conduca la cresterea unghiului intre q, definit la relatia indusului si P_e 0, din relatia:

P_e (3UE₀/x_s)sinq

M_e=P_e/W (3UE₀/W x_s)sinq

In regim de generator, campul rezultat este declarat in urma campului inductor. Daca q=0, motorul nu da si nu primeste energie activa. Daca la arborele masinii apare un cuplu rezistent, care tinde sa scada turatia rotorului, axa polului rotoric ramane in urma fata de axa polului campului rezultant, deci q=0, apare un cuplu sincron, motorul primeste energie activa de la retea si dezvolta un cuplu mecanic la arbori. In acest caz, acesta functioneaza in regim de motor. Cand masina este cuplata la retea, dar nu se schimba putere activa cu ea, deci q=0, dar poate da sau primi energie reactiva, se spune ca functioneaza in regim de compensator.

III.3. Bilantul de puteri active si randamentul

Schimbul de energie a masinii sincrone cu reteaua la care este conectata depinde, cum s-a aratat, de regimul sau de functionare.

Puterea utila poate fi activa la motor, activ-reactiva la generator si complet reactiva la compensator.

Randamentul unui motor fiind definit de puterile active- primita P₁ si cedata P₂- se va urmari relatia dintre aceste puteri si pierderile de putere activa din motor. Ca orice motor rotativ, cel sincron are pierderi mecanice P _v - de frecare si de mutilatii, pierderi in circuitul magnetic al indusului P_Fe1 - datorita variatiei in timp a fluxului magnetic, pierderile in infasurarea trifazata a indusului P_w=3RI² si pierderi in infasurarea de excitatie P_ex=R_eF_e².

Randamentul, trebuie precizat pentru un anumit factor de putere.

Reprezentarea schematica a bilantului de puteri active, conduce si la relatiile randamentului h_G - pentru generator si h_M - pentru motor:

h_G=P₂/P₁=P₂/(P₂+a_p

3UIcosj 3UIcosj+P_w+P_Fe+P _v(+P_ex)

h_M=P₂/P₁=(P₁-a_p)/P₁=

3UIcosj-P_w-P_Fe-P _v(-P_ex)/ 3UIcosj

Cap.IV. Posibilitati de functionare a motoarelor sincrone

IV.1. Generatorul sincron debiteaza pe retea proprie. Caracteristici de functionare

Sunt numeroase cazuri cand motoarele sincrone functioneaza ca generatoare pe retea proprie. In acest caz pulsatia si variatia tensiunii retelei sunt impuse de generator.

Caracteristici de functionare

a)               Caracteristica de functionare in gol, E₀=U₀= (I_C) la n=n₁ si I=0 datorita fenomenului de "histerezis", are doua ramuri, t.e.m. datorita fluxului remanent de la magnetizarile anterioare, reprezinta 5-10 din tensiunea nominala.

b)               Caracteristicile ecterne sunt U(I) la n=n₁, I_e=ct. si cosj=ct. Forma lor de variatie este explicata prin ecuatia: E₀=U+RI+jx₀I+jx_aI=U+RI+jx_sI, in care E₀=ct., deoarece I_e=ct., se de caracterul sarcinii. Variatia tensiunii la brone, de la gol la sarcina DU=U₀-U este la generatorul sincron cu sarcina de ordinul 30-50 din tensiunea nominala, mult mai mare decat la motorul de c.c. sau la transformator.

c)        Caracteristicile reglajului sunt I_e(I) la U=U_n, n=n₁ si cosj=ct. Explicatia formelor de variatie este aceeasi ca la caracteristicile externe, cu precizarea ca aici U=ct., si, functiei de sarcina (I) si de caracterul ei, variaza E₀, deci I_e.

IV.2. Functionarea masinilor sincrone cuplate la retele de mare putere

In acest caz se considera constante tensiunea "U" si frecventa "

a)     Stabilitatea in functionare. Facand abstractie de sensurile opuse ale cuplurilor sincrone de la generator si motor, relatia P_e=(3UE₀/x_s)sinq, arata ca valoarea maxima a cuplului depinde numai de t.e.m. E₀, adica de curentul de excitatie care o produce prin intermediul fluxului Y . La aceeasi putere P₁ ceruta motorului, unghiul intern q depinde de excitatia motorului. Daca q> motorul iese din sincronism, punctul de functionare iesind din zona stabila. De asemenea, la modoficarile bruste ale sarcinii active, se modifica q, dar in virtutea inertiei depaseste limita la care ar trebui sa se stabileasca si rotorul executa o serie de oscilatii in jurul pozitiei de functionare, putand scoate, de asemenea masina din sincronism. Pentru amortizarea oscilatiilor, ca si pentru prevenirea unor supra curenti, care sa permita functionarea in regim asincron, W W . Dar masura cea mai buna a stabilitatii se obtine prin functionarea cu un curent de excitatii mai mare.

b)     Functionarea la putere activa constanta. Curbele in "V". Din relatia P_e (3UE₀/x_s)sinq, se deduce ca la putere constanta si tensiune constanta, E₀sinq=ct. Deci, la variatia lui I_e variaza E₀ si locul geometric al varfului E₀ este dreapta xx paralela cu fazorul tensiunii la borne, iar al varfului curentului I, dreapta yy . Exista o valoare a curentului la excitatie, I_e0 numit "curent de excitatie optim" pentru care motorul primeste de la retea, daca este motor, sau da in retea, daca este generator, numai putere activa, deoarece j=0, iar I are valoarea minima. Cresterea sau scaderea curentului de excitatie fata de I_e0 conduce la cresterea lui I.

Curbele de variatie I(I_e) la P_e=ct. , datorita formei lor se mai numesc "curbe in V". Daca curentul de excitatie scade sub valoarea care da E₀ =OC , scade cuplul magnetic, motorul iese din sincronism, iar curentul I creste peste limitele admise. Cand I_e<I_e0, motorul mai primeste energie reactiva din retea pentru magnetizare, comportandu-se ca un receptor rezistiv-inductiv, iar cand I_e>I_e0, motorul da energie reactiva in retea, comportandu-se ca un receptor rezistiv-captiv. Prin reglarea curentului de excitatie al masinii se poate regla factorul de putere al retelei la care este cuplata masina.

Retelele industriale cu mari consumatori de energie reactiva isi imbunatatesc factorul de putere atat cu baterii de condensatoare cat si cu motoare sincrone supraexcitate (I_e>I_e0) sau chiar cu compensatoare sincrone. Compensatorul sincron, este, de fapt, un motor sincron destinat sa functioneze in gol si care se regleaza puterea reactiva prin variatia curentului de excitatie.

VI.3. Pornirea motoarelor sincrone

Pentru a dezvolta un cuplu activ, motorul sincron trebuie adus la turatia de sincronism prin antrenarea cu un motor auxiliar sau prin pornirea in asincron.

La antrenarea cu un motor auxiliar, motorul sincron devine generator si pornirea echivaleaza cu conectarea generatorului sincron la retea. Acest mod de pornire formeaza "metoda sincronizarii fine" si se aplica numai la pornirea in gol a motoarelor.

La pornirea in asincron utilizata in mod curent, infasurarea de excitatie este deconectata de la sursa si este inchisa pe o rezistenta R_s, pentru limitarea supracurentilor si supratensiunilor, iar infasurarea de amortizare formeaza colivia intalinta la motorul asincron.

Cand s-a ajuns la turatia de gol asincron, apropiata de cea sincrona se conecteaza infasurarea de excitatie la sursa de c.c. Functie de pozitia relativa a polilor inductori fata de cei ai indusului, in momentul conectarii, poate aparea in sensul cuplului asincron si cuplul sincron care aduce rotorul la sincronism daca q<p

Daca in momentul conectarii q>p/2, cele doua cupluri sunt opuse si masina nu intra in sincronism. In acest caz se face o noua incercare, deconectand si conectand infasurarea de excitatie. Cand motorul nu a intrat in sincronism, se constata ca absoarbe un curent mare a carui valoare variaza cu frecventa data de alunecare ( =s

Nastase Bichir, Dan Mihoc - "Masini, aparate, actionari si automatizari"

www.efizica.ro

www.referatele.com

www.e-scoala.ro

www.referatero.com

https://ro.wikipedia.org

www.preferatele.com

Introducere: FIZICA ..........2

Tabel recapitulativ ..........9

Dictionar de termini ...........10

Test grila ..............13

Probleme rezolvate...........14

Laserul..................17     

Motorul Sincron...............25     

Bibliografie.............42

Cuprins.................43