Circuite de curent alternativ

1. Circuite de curentalternativ Proiect realizat de elevii clasei 10 B., Grupul Şcolar Industrial Sărmăşag. Prof. Varga Éva

2. Rezumatul unităţii de învăţare • Aceasta unitate de invatare conţine comportarea rezistorului, bobinei si condensatorului în curent alternativ, circuite RLC-serie, circiute RLC-paralel, rezonanta curenţilor si tensiunilor, şi puterea curentului alternativ.   • Elevii vor vizualiza prin osciloscop variaţia tensiuni şi intensităţi curentului alternativ cu timpul în diferite circuite de curent alternativ. Ei să familiarizeze cu noţiunea de rezonanţă. La sfârşitul unităţii de învăţare elevii vor fi capabil să rezolve probleme simple cu reprezentarea fazorială şi cu metoda analitică.

3. Lecţia 1: Comportarea rezistorului bobinei şi a condensatorului în curent alternativ 1. Rezistorul în curent alternativ: • Rezistorul în curent alternativ este caracterizat,la fel ca şi în curent continu,prin rezistenţa electrică, definită cu ajutorul valorilor instantanee ale tensiuni aplicate şi ale intensităţi curentului care îl parcurge:

4. unde:i=Imsin(ωt+φ0) • u=Umsin(ωt+φ0) • Intre valoarea maximă (sau efective) a curentului si valoarea maximă a tensiunii există relatia : Tensiunea şi intensitatea curentului au aceeaşi fază.

5. Reprezentare grafică

6. 2. Bobina în curent alternativ • care este rolul bobinei în circuite de curent continuu? • cum se realizează o bobină? • care este mărimea fizică cu care se caracterizează bobina? • cum este definită (formula)? • ce unitate de măsură are? • Dacă intensitatea curentului electric, ce parcurge o bobina, este variabil în timp, atunci şi câmpul magnetic produs de bobina este variabil în timp. • care este fenomenul care se produce în bobină?

7. Bobina în curent alternativ • Scrieti formula intensităţii instantanee a curentului ce parcurge bobina! • valoarea instantanee atensiunii la bornele bobinei este • se poate demonstra ca Um=LωIm ; si φu=φi+900 • care este rolul bobinei in curent alternativ ? • reprezentarea grafica

8. Mărimea fizică ce exprimă opoziţia manifestată de o bobina datorată inducţiei electromagnetice • faţa de trecerea curentului electric se numeşte reactanţă inductivăşi este definită prin relaţia • XL=reactantă inductivă • U=tensiunea efectivă aplicatăbobinei • I=intensitatea efectivă ce parcurge bobina • Ecuaţia unităţii de măsura pentru reactanţă este .....  ; • Relaţia între reactanţă inductivă şi frecvenţă curentului alternativ este.............. • In realitate, o bobina nu are doar inductanţa, ci ăi rezistenţa-de ce ? • bobina este ideală -dacă se neglijează rezistenţa sîrmei • bobina este reală, dacă se ţine cont de rezistenţa sârmei • bobina ideală este un model fizic • Se poate demonstra, că efectul existenţei celor două caracteristici (rezistenţă şi reactanţă) în acelaşi element de circuit este echivalent cu efectul a două elemente de circuit conectat în serie.

9. Probleme • construiţi schema echivalentă a unei bobine reale • Deduceţi relaţia dintre valoarea maximă (şi efectivă) ale intensităţii şi tensiunii! • Scrieţi formula defazajului între intensitate şi tensiune!

10. Circuitul serie format dintr-o bobină ideală şi un rezistor manifestă o opoziţie faţă de trecerea curentului. Mărimea fizică ce este măsura acestei proprietăţi este numită impedanţă şi este definită prin relaţia. Z=U/I. • Z – impedanţa circuitului • U – tensiune efectivă aplicată circuitului • I – intensitatea efectivă ce parcurge circuitul

11. Probleme • Scrieţi ecuaţia unităţii de măsură pentru impedanţă! • Care este expresia impedanţei pentru circuitul RL-serie? • Diagrama fazorială pentru circuitul RL-serie este:

12. 3.Condensatorul în curent alternativ • Din ce este alcătuit un condensator electric? • Care este mărimea fizică care caracterizează condensatorul? • Ce unitate de măsură are? • Cum se calculează capacitatea unui condensator plan? • Desenaţi circuitul de curent alternativ care conţine un condensator electric. • Care este intensitatea curentului ce parcurge condensatorul? • Care este formula tensiunii la bornele condensatorului?

13. Se poate demnstra că: Um=Im/Cώ φ0u= φ0i- 90  • Care este rolul condensatorului în curent alternativ? • Desenaşi diagrama fazorială pentru un condensator! • Mărimea fizică, ce constituie o măsură a opoziţiei condensatorului la trecerea curentlui electric se numeşte reactanţă capacitivă şi este definită prin relaţia: • Xc= U/I • Scrieţi ecuaţia unităţii de măsură pentru reactanţă capacitivă! • Care este relaţia dintre reactanţa inductivă şi frecvanţa curentului alternativ?

14. Lecţia 2: Circuite RLC-serie în curent alternativ • Experiment de laborator

15. Lecţia 3: Circuitul RLC-paralel • Experiment de laborator

16. Lecţia 4: Rezonanţa circuitului RLC • Rezonanţa circuitului RLC-serie (rezonanţă de tensiune) • Rezonanţa circuitul RLC-paralel (rezonanţă de curent)

17. Lecţia 5: • Discutarea referatelor • Întocmirea schiţei de recapitulare • Rezolvarea testului final