"... eşti om cu mine, sunt om cu tine"

Electrocinetica "... eşti om cu mine, sunt om cu tine"

Definire Electrocinetica este partea electrotehnicii care studiaza starile electrice ale conductoarelor parcurse de curentii electrici de conductie.

Curentul electric Curentul electric reprezintă deplasarea dirijată a sarcinilor electrice. Există două mărimi fizice care caracterizează curentul electric: -> intensitatea curentului electric, numită adesea simplu tot curentul electric, caracterizează global curentul măsurănd cantitatea de sarcină electrică ce străbate secţiunea considerată în unitatea de timp. Se măsoară în amperi. -> densitatea de curent este o mărime vectorială asociată fiecărui punct, intensitatea curentului regăsindu-se ca integrală pe întreaga secţiune a conductorului din densitatea de curent. Se măsoară în amperi pe metru pătrat.

Curentul electric de conductie Curentul electric de conducţie este cel obişnuit şi constă în deplasarea sarcinilor electrice sub acţiunea unui câmp electric.Acest curent este caracterizat prin intensitatea I a curentului de conducţie: O altă caracteristică a curentului electric de conducţie o constituie densitatea superficială de curent de conducţie Mărimea vectoruluiJ se defineşte prin relaţia:

…unde dS este elementul de suprafaţă infinitezimal, iar dI reprezintă intensitatea curentului prin această suprafaţă. Observaţie: În această definiţie, suprafaţa dS se consideră perpendiculară pe direcţia curentului. Dacă sensul curentului de conducţie face un unghi α cu normala la suprafaţa dS, atunci relaţia (2) devine:

Din relaţia (3) rezultă că intensitatea totală a curentului de conducţie prin suprafaţa S este dată de relaţia: Observaţie: Vectorul J are sensul dat de sensul curentului electric de conducţie.

Legea lui Ohm Legea lui Ohm sau legea conducţiei electrice, stabileşte legăturile între intensitatea curentului electric (I) dintr-un circuit, tensiunea electrică (U) aplicată şi rezistenţa electrică (R) din circuit. Legea lui Ohm se aplică pentru conductori electrici la capetele cărora se aplică tensiuni electrice. Legea lui Ohm spune că într-un circuit intensitatea (I) curentului electric este direct proporţională cu tensiunea (U) aplicată şi invers proporţională cu rezistenţa (R) din circuit. Formula matematică a legii lui Ohm este:

unde • I este intensitatea curentului, măsurată în amperi (A); • U este tensiunea aplicată, măsurată în volţi (V); • R este rezistenţa circuitului, măsurată în ohmi Cu alte cuvinte, în cazul unui rezistor a cărui rezistenţă este constantă, dacă tensiunea creşte, intensitatea curentului va creşte proportional cu tensiunea şi invers. Un astfel de rezistor care respectă fidel legea lui Ohm se numeşte rezistor ohmic. Relatia lui R cu I si U in Legea lui Ohm

Legea lui Ohm pe o porţiune de circuit Energia curentului electricîntr-o porţiune de circuit este direct propoţională cu tensiunea aplicată la capetele porţiunii de circuit: I=U/R Căderea de tensiune U pe o porţiune de circuit este proporţională cu intensitatea I a curentului electric prin acea porţiune a circuitului.U = RI

Legea lui Ohm pe întregul circuit Pentru un circuit electric simplu, format dintr-un generator cu tensiunea electromotoare E şi rezistenţa internă r, care alimentează un consumator electric R, se poate scrie:E=U+u Aplicând legea lui Ohm pe fiecare porţiune de circuit: U=RI şi u=rI şi după înlocuiri se obţine:E=I(R+r)

Intensitatea curentului electric, printr-un circuit electric închis, este direct proporţională cu tensiunea electromotoare E a sursei şi invers proporţională cu rezistenţa electrică totală a circuitului.

Legile lui Kirchhoff În tehnica modernă se utilizează circuite electrice mult mai complicate, cu multe ramificaţii, numite reţele electrice, ce au următoarele elemente: -nodurile reprezintă puncte din reţea în care se întâlnesc cel puţin trei curenţi electrici;-ramurile de reţea sunt porţiuni din reţeaua electrică cuprinse între două noduri succesive;-ochiurile de reţea sunt contururi poligonale închise, formate dintr-o succesiune de rezistori şi surse.

Prima lege a lui Kirchhoffeste o expresie a conservării sarcinii electrice într-un nod al unei reţele electrice. Este evident că sarcina electrică totală ce pătrunde într-un nod de reţea trebuie să fie egală cu sarcina electrică ce părăseşte acel nod:Q1+Q2=Q3+Q4Mişcarea sarcinilor electrice efectuându-se în acelaşi timp, se poate scrie:I1+I2=I3+I4I1+I2 - I3- I4= 0 sau Suma algebrică a intensităţilor curenţilor electrici care se întâlnesc într-un nod de reţea este egală cu zero.

A doua lege a lui Kirchhoffse referă la ochiuri de reţea şi afirmă că:suma algebrică a tensiunilor electromotoare dintr-un ochi de reţea, este egală cu suma algebrică a căderilor de tensiune perezistorii din acel ochi de reţea.

Pentru scrierea ecuaţiei se alege un sens de referinţă şi se consideră pozitive tensiunile care au acelaşi sens cu cel de referinţă, la fel şi pentru intensităţile curenţilor: E1+E2-E3-E4 = R1I1-R2I2-R3I3-R4I3+R5I4

Efectele curentului electric *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.

*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 *Efectul Hall Tensiunea Hall Plasăm o plăcuţă din material semiconductor într-un câmp magnetic uniform de inducţie B, perpendicular pe feţele laterale, prin care circulă curentul I. Sub acţiunea forţei Lorentz, electronii se vor deplasa spre faţa interioară care se încarcă negativ. Faţa superioară se încarcă pozitiv. Între cele doua plăci se formează un câmp electrostatic de intensitate Eh, care exercită asupra fiecărui electron o forţă electrică Fe egală şi de sens opus forţei Lorentz. Între feţe se menţine constantă diferenţa de potenţial Uh=Ua-Ub numită tensiune Hall.

*Efectul piezoelectric *Efectul fotoelectric *Efecte termoelectrice (Seebeck, Peltier şi Thompson *Efectul electrochimic *Efectul Electrotermic (numit şi efect Joule)-constă în încălzirea conductoarelor străbătute de curent electric . Pe baza acestui efect funcţionează numeroase aparate electrocasnice(al căror rol este încălzirea): reşoul,fierul de călcat, fierbătorul electric, ciocanul de lipit

Realizat de Zinca Ana Maria Cristina Clasa 10 F

"... eşti om cu mine, sunt om cu tine"