Legile circuitelor electrice simple

1. Legilecircuitelorelectrice simple Petre Marian Auras 10S2

2. Un circuit electric este o reţea care realizează o buclă închisă, realizând astfel o cale de întoarcere pentru curentul electric. O reţea este o conexiune dintre două sau mai multe componente, şi poate fi şi deschisă, nu neapărat un circuit închis. Un circuit electrisimpluestealcatuit din: • Fire de legatura • Generator electric-baterie + - • Consumator-bec • Intrerupator

3. Intensitatea curentului electric (I) este o mărime fizică scalară egală cu raportul dintre sarcina electrică totală (Q) ce traversează secţiunea transversală a conductorului într-un interval de timp. Intensitateacurentului electric esteconstanta in regimstationar. Măsurarea intensităţii curentului electric printr−o secţiune a circuitului

4. Tensiunea electrică • între două puncte ale unui circuit electric este diferenţa de potential între cele două puncte şi este proporţională cu energia necesară deplasării de la un punct la celălalt a unei sarcini electrice. • Tensiunea electromotoarereprezintă marimea fizica scalară egală cu raportul dintre lucrul total efectuat de campul electric pentru a transporta sarcina electrică pe întregul circuit şi mărimea sarcinii electrice.

5. Rezistenta electrica Rezistenţaelectricăeste o mărimefizicăprin care se exprimăproprietateaunui conductor electric de a se opunetreceriiprin el a curentului electric. Unitatea de măsura a rezistenţeielectrice, în SI, este ohm-ul, notat cu Ω. Intr-un circuit electric, valoarearezistenţei se calculează cu ajutorullegiilui Ohm, fiindegală cu raportuldintretensiunea U aplicată la bornelesurseişiintensitatea I a curentului care circulăprin conductor.

6. R I k + - Legea lui Ohm • Un rezistor legat în serie într-un circuit electric determină o scădere de tensiune a intensităţii curentului electric care străbate circuitul Legea lui Ohm pentru o porţiune de circuit Intensitateacurentului electric este direct proportionala cu tensiunea la capeteleportiunii de circuit siinversproportionala cu rezistentaelectrica a acesteiportiuni de circuit I=U/R Legealui Ohm pentruintregcircuitul Intensitateacurentului electric intr-un circuit simplueste direct proportional cu tensiuneaelectromotoaresiinvers proportional cu rezistentatotala a circuitului.

7. Legileluikirchhoff • Legile lui Kirhhoff permit determinarea unor marimi fizice necunoscute , cunoscand alte marimi fizice.            Prima teorema ( lege ) a lui Kirchhoff se refera la un nod si se poate enunta in felul urmator:Suma algebrica a intensitatilor curentlor din laturile care se ramifica dintr-un nod al unui circuit este egala cu 0.Un nod este punctul unui circuit in care sunt interconectate cel putin trei elemente de circuit.Latura unui circuit reprezinta o portiune de circuit care este cuprinsa intre doua noduri,nu cuprinde nici un nod interior si este parcursa de acelasi curent.O conventie adoptata in formularea legii conservari sarcinii spune ca intensitatile curentilor care pleaca dintr-un nod se iau cu semnul + ,iar cele care intra in nod cu semnul -.

8. Exemplu primei  teoreme ( legi ) a lui Kirchhoff I1+I2-I3=0Ex :Se da I1 = 2A I2 = 3A si I3 = 6A sa se determine I4 • Se alege pentru I4 un sens arbitrar ca in figura de mai jos si obtinem:I1 + I2 - I3 + I4 = 0=> I4 = I3 - I2 - I1 = 6 - 3 - 2 = 1A =>Sensul pentru I4 coincide cu sensul ales.

9. A doua teorema ( lege ) a lui Kirchhoff  face referinta la un ochi de circuit si suna in felul urmator:Suma algebrica a tensiunilor la bornele laturilor ce alcatuiesc un ochi este egala cu 0 ; suma algebrica tensiunilor electromotoare ale surselor din laturile unui ochi de retea este egala cu suma algebrica a caderilor de tensiune pe rezistoarele laturilor. • Un ochi de circuit reprezinta o portiune de circuit care este formata din cel putin doua laturi care formeaza o linie ploigonala inchisa si la parcurgerea caeia se trece prin fiecare nod o singura data. • Exemplu legea ( teorema ) a doua a lui Kirchhoff . U1 + E1 = R1I1U2 + E2 = R2I2U3 + E3 = R3I3U4 + E4 = R4I4U1 - U2 + U3 + U4 = 0E1 - E2 - E3 - E4 = R1I1 - R2I2 + R3I3 + R4I4

10. Gruparea rezistoarelor • A. Gruparea serie • Două sau mai multe rezistoare sunt conectate în serie dacă aparţin aceleiaşi ramuri dintr-o reţea electrică. Rezistoarele grupate în serie sunt parcurse de acelaşi curent electric. B. Gruparea paralel Două sau mai multe rezistoare sunt grupate în paralel dacă sunt conectate între aceleaşi două noduri.

11. Gruparea generatoarelor • A. Gruparea serie • Pentru agrupa în serie mai multe generatoare se leagă borna negativă a unui generator cu borna pozitivă a următorului generator ş.a.m.d. • Să considerăm trei generatoare cu t.e.m. E1; E2 şi E3 şi cu rezitenţele interne r1, r2 şi r3, conectate în serie şi care alimenteză un consumator rezistiv R. Prin aplicarea legii a II-a a lui Kirchhoff pe circuitul dat, se obţine: E1+E2+E3=IR+Ir1+Ir2+Ir3 • de unde:  • Prin comparaţie cu legea lui Ohm pe un circuit închis: • se constată că prin legarea în serie a generatoarelor:- tensiunea electromotoare este egală cu suma t.e.m. a generatoarelor: E=E1+E2+E3- rezistenţa internă este egală cu suma rezistenţelor generatoarelor: r=r1+r2+r3

12. B. Gruparea paralel • Pentru gruparea paralel ageneratoarelor, se leagă la un loc bornele pozitive şi de asemenea se leagă împreună bornele negative. • . • Considerăm trei generatoare identice cu t.e.m. E şi rezistenţa interioară r, grupate în paralel şi care alimentează un consumator cu rezistenţa R. Aplicând legile lui Kirchhoff pe circuit se obţin:I=I1+I1+I1E=I1r+IR • Dar: I1 = I2 = I3 deci I = 3I1 • Rezultă: • Se constată că t.e.m. este E dar rezistenţa internă devine r/3.