CURENTUL ALTERNATIV: BOBINE, CONDENSATOARE, REZISTOARE

REFERAT DESPRE

CURENTUL ALTERNATIV

BOBINE

CONDENSATOARE

REZISTOARE

CURENTUL ALTERNATIV

Prima alimentare publica cu energie electrica a aparut la sfarsitul anilor 1800. Energia electrica avea diferite tensiuni, fiind distribuita sub forma de current continuu (c.c.) sau current alternative (c.a.). In cazul curentului alternative nu exista un standard pentru frecventa la care isi schimba sensul. Pe masura ce utilizarea energiei electrice crestea, a devenit evident ca ar exista avantaje de pe urma standardizarii tensiunilor electrice. Pe langa faptul ca transferal de energie dintr-o zona in alta, ar fi fost mai usor si constructia instalatiilor electrice putea si simplificata.

O data ce majoritatea organizatiilor generatoarelor au ales si au adoptat un standard al electricitatii, sau instalat retele de cabluri electrice pentru ca elctricitatea generate intr-o zona a tarii sa poata fi folosita in orica alt loc.

Aceasta retea nationala de cabluri a facut mai fiabila distributia energiei elevtrice. Daca un generator se defecta, curentul putea sa fie luat dintr-o alta regiune, iar daca cererea crestea, la retea putea fi conectate generatoare.

Energia electrica este distribuita sub forma de current alternative doarece tensiunea acestuia putea fi schimbata usor cu un transformator - un dispozitiv simplu, fiabil si efficient.

In forma sa elementara, un transformator electric consta din doua bobine separate infasurate in jurul aceluiasi miez de fier. Cand se aplica o tensiune alternative la una dintre bobine, numita bobina primara, aceasta creeaza un camp variabil in miez. Aceasta induce o tensiune alternative in cealalta bobina, numita secundara.

BOBINELE

In sens larg, prin bobina se intelege un element de circuit format dintr-un conductor electric astfel infasurat, incat se formeaza una sau mai multe spire.

O spira are doua conductoare active: unul de ducere si unul de intoarcere, raportat la sensul curentului prin spira.

Ca forme obisnuite, intalnim bobine cilindrice, paralelipipedice sau toroidale. Clasificarea bobinelor se poate face si dupa alte criterii, asa cum va reiesi in cele ce urmeaza

Materialele din care se executa bobinele se aleg in functie de tensiunea de lucru, solicitarile electrice, termice, mecanice sau de alta natura, din timpul functionarii. Materialele utilizate sa pot imparti in: materiale electroconductoare, materiale electroizolante, materiale auxiliare

Parametrii bobinelor

Tensiunea nominal U_n este tensiunea maxima pentru care se dimensioneaza izolatia bobinei

Tensiunea de serviciu U_s este tensiunea care se aplica la capetele infasurarii bobinei intr-un anume regim de lucru.

Rezistenta R a bobinei este o marime care se pot evidentia daca bobina este alimentata cu tensiune continua.

Inductia proprie a bobinei L depinde de dimensiunile acesteia de numarul de spire si de materialul miezului magnetic, conform relatiei:L=m

Inductia proprie a bobinei se mai poate calcula in functie de fluxul magnetic si de curentul care strabat bobina.

Impedanta Z a bobinei se manifesta la alimentarea acesteia cu tensiunea alternativa .

Reactanta inductiva X_L=2pfL

Impedanta se poate calcula in functie de rezistenta si de reactanta inductiva:

Z²=R²+X_L²

Factorul de calitate Q este raportul dintre reactanta inductiva si rezistenta:

Gruparea rezistoarelor

Consideram doua rezistoare de rezistente R 1 , respectiv R 2 , legate in serie. Ne punem problema sa gasim valoarea rezistentei unui singur rezistor care sa fie echivalent cu ansamblul celor doi rezistori: dupa inlocuire prin circuit sa circule un curent de aceeasi intensitate si diferenta de potential intre punctele A si B sa fie aceeasi.

In montajul din figura voltmetrele V 1 si V 2 indica tensiunile U 1 ,

respectiv U 2 , iar voltmetrul V indica tensiune U. Se costata ca U=U 1 +U 2 . Dar, conform legii lui Ohm, U 1 =l ; R 1 si U 2 =I ; R 2 . Deci: U=I ; R 1 +I ; R 2 .

Pentru ca rezistorul sa fie echivalent cu sistemul celor rezistoare este necesar ca voltmetrul sa indice aceeasi tensiune U intre punctele A si B ca prin circuit sa circule un curent de aceeasi intensitate I. Atunci, conform legii lui Ohm , U=I ; R es . Din aceste ultime doua relatii gasim imediat ca R es =R 1 +R 2

Acest rezultat poate fi imediat generalizat la cazul a trei sau mai multe rezistoare.

Concluzie:

Rezistenta echivalenta a mai multor rezistoare legate in serie este egala cu suma rezistentelor acelor rezistoare:

R es = R 1 +R 2 +.+R n

Consideram cele doua rezistoare de rezistente R 1 , respectiv R 2 legate in paralel. Ne punem problema sa gasim valoarea rezistentei cu ansamblul celor doua rezistoare dupa inlocuire, prin circuit sa circule un curent de aceeasi intensitate si diferenta de potential intre M si N sa fie aceeasi. In figura ampermetrele A 1 si A 2 indica intensitatile I 1 si, respectiv I 2 , iar ampermetrul indica o intensitate I. Se constata ca I=I 1 +l 2 , in conformitate cu prima lege a lui Kirchhoff. Dar, conform legii lui Ohm, U=I 1 ; R 1 si U= I 2 ; R 2 . Deci:

  Pentru ca rezistorul din figura sa fie echivalent cu sistemul celor rezistoare este necesar ca ampermetrul sa indice aceeasi intensitate a curentului din circuit si sa existe aceeasi tensiune intre punctele M si N. Atunci, conform legii lui Ohm, U=I @ R ep . Din aceste ultime doua relatii gasim imediat ca:

Acest rezultat poate fi imediat generalizat la cazul a trei sau mai multe

rezistoare.

CONCLUZIE:

Inversul rezistentei echivalente a mai multe rezistoare legate in paralel este egala cu suma inverselor rezistentelor acelor rezistoare: