Proiect electrotehnica

1. Proiect electrotehnica • Fenomene naturale • Aplicatii in camp electrostatic

2. Proiect electrotehnica • Andrei Costinel Adrian • Petrica Bogdan • Traneci Alexandru • Bascu Daniel • Matei Marius • Avram Vlad • Cranga Eduard • Mardale Andrei

3. Fenomene electrostatice in natura Adeseori in zilele de vara se produc furtuni insotite de puternice descarcari electrice sub forma unor scantei cu lungimea de cativa kilometrii.Cand desacarcarea electrica are loc intre doi nori poarta numele de fulger.Fulgerul este un arc luminos rezultat in urma unui proces de descarcare electrica cauzat de o diferenta de potential electrostatic.Cand descarcarea se produce intre nor si pamant apare trasnetul. Fulgerele si trasnetele sunt insotite de zgomote puternice numite tunete.

5. Curentii de aer si ploaia transforma norii intr-o uriasa masina electrostatica, capabila sa se incarce la tensiuni de milioane de volti.Campul electrostatic in apropierea pamantului este extrem de intens. S-a constatat ca partea superioara a norului este incarcata electric pozitiv.Baza norului incarcata negativ, cu exceptia unei regiuni electrizate pozitiv care genereaza o ploaie intensa, provoaca electrizarea prin influienta a suprafetei solului.Din aceasta cauza nu este recomandabila atingerea sau apropierea in timpul unei furtuni, de mase metalice mari (rezervoare, schele metalice, sina de cale ferata) care prin descarcare pot provoca electrocutari. S-a observat ca trasnetul loveste in general obiecte sau fiinte, care se detaseaza prin inaltime fata de corpurile din jur.

7. Fenomenul de ecranare electrica este utilizat in tehnica in vederea protejarii unor dispozitive si aparate electrice prin asezarea lor intr-o carcasa metalica.De asemenea, statiile de transformare precum si sursele de inalta tensiune sunt inconjurate de o plasa metalica legata la pamant pentru a preveni accidentele prin electrocutare. Ecranul electric este o incinta din material bun conductor, uzual metal, în care este plasat circuitul perturbat. Ideal, întregul circuit este plasat în interior; în practica aceasta nu este întotdeauna posibil. Fizic, ecranele sunt cutii metalice, tuburi, tresa cablurilor coaxiale. Efectul ecranului electric asupra cuplajului capacitiv poate fi studiat pe schema simplificata din fig. 2.4.a, în care este figurata o portiune din ecranul care înconjoara complet receptorul. Pentru simplitate, se considera receptorul cu impedante infinite fata de referinta (masa, sasiu, ...) si ca urmare, apar: -capacitatile de cuplaj: sursa perturbatoare - ecran C1e, ecran -receptor Ce2, receptor - masa C2m; -impedanta dintre ecran si referinta (masa, sasiu) Zem.

8. Aplicatii in camp electrostatic PARATRASNETUL PARATRASNETULeste o constructie care ajuta la protectia cladirilor impotriva trasnetelor, ferindu-le de incendii si se prezinta sub forma unor vergele metalice montate pe diverse consstructii inalte. Paratrasnetul este legat la pamant printr-o sarma groasa. Daca trece pe deasupra lui un nor baza negativa, paratrasnetul se electrizeaza prin influenta avand capatul pozitiv. Datorita punctului intens din zona varfurilor, sarcinile de la baza norilor sunt atrase, se scurg spre varf si apoi prin paratrasnet spre Pamant. Se evita astfel socul violent al lovirii. Cand norii au o regiune pozitiva la baza fenomenul este inversat, sarcinile negative se scurg de pe paratrasnet spre nor. Procesele astfel expuse sunt mai rare pentru ca ar trebui sa fie nor de joasa altitudine. In mod normal paratrasnetul canalizeaza trasnatul spre pamant. Zona protejata este o functie a paratrasnetului. Paratrasnetul este un dispozitiv care protejeaza casele,vapoarele,blocuri de fulger.

10. VOPSIREA IN CAMP ELECTROSTATIC Vopsirea în câmp electrostatic se bazeaza pe urmatorul principiu: Daca intr-un camp electric,produs de o sursa de inalta tensiune sunt pulverizate particulele de vopsea, email sau pulbere,acestea se incarca cu sarcini electrice Q de o anumita polaritate si sunt atrase de piesa ce urmeaza a fi acoperita, aceasta fiind de polaritate opusa (este legata la pamânt). Particulele de vopsea se misca in lungul liniilor de camp, care ajung atat pe suprafata obiectului din fata pistolului cat si, in buna masura, in spatele obiectului, ceea ce asigura o excelenta acoperire cu vopsea. In cazul pulverizarii in camp electrostatic,efectul campului electric se poate manifesta asupra aerului, pe care îl ionizeaza si care la rândul lui încarca particulele de material de acoperire care sunt pulverizate prin procedeul de pulverizare mecanic, acestea deplasându-se atât sub influenta câmpului electric cât si sub efectul pneumatic al aerului de pulverizare. Pentru ca efectul electrostatic sa fie cât mai eficient trebuie ca aerul pentru pulverizare sa aiba energie foarte mica, deci presiunea de lucru sa fie cât mai mica. Printr-o separare corespunzatoare a aerului de fluidizare,de cel de transport se poate utiliza pentru transportul pudrei o presiune de max 2 atm. Generatoarele pentru înalta tensiune folosite la vopsire sunt concepute astfel ca tensiunea de lucru sa aiba polaritate negativa, ionii negativi fiind benefici pentru organism.

13. IMPRIMANTA LASER Termenul Inkjet printer e un termen foarte descriptiv al procesului (aceste printere pun o imagine pe hartie folosind mici jeturi de cerneala). Termenul Imprimanta laser si cum poate o raza laser sa scrie litere sau sa deseneze imagini pe hartie nu este tocmai inteles de toata lumea. Acesta este o explicatie a acestui fenomen:Principiul de baza care lucreaza intr-o imprimanta laser este electricitatea statica, aceeasi energie care face hainele in masina de spalat sa stea lipite. Energia statica este o incarcatura electrica a unui obiect cum ar fi un balon sau propriul corp. Deoarece atomii incarcati cu sarcini diferite se atrag, obiectele cu energie statica opusa se atrag. O imprimanta laser foloseste acest fenomen ca un fel de lipici temporar. Componentul de baza al acestui sistem e fotoreceptorul, care e de obicei un cilindru. Acest cilindru e facut din un material foarte fotoconductor care e descarcat de fotoni de lumina.Initial, clindrului ii este data o incarcatura pozitiva prin un fir prin care trece curent electric. In timp ce cilindrul se invarte, imprimanta scoate o raza mica de laser peste suprafata anumitor "puncte" ale foii. In aceasta faza laserul deseneaza literele si imaginile care trebuiesc printate ca o matrice de incarcaturi electrice (o imagine electrostatica). Sistemul poate de asemenea lucra cu incarcaturile inverse (adica o imagine pozitiv electrostatic pe un fundal negativ).

14. Dupa ce matricea este setata, imprimanta inveleste cilindrul cu toner incarcat pozitiv (un praf fin si negru). De vreme ce are o incarcatura pozitiva, tonerul se atrage de partile descarcate negativ ale cilindrului, dar nu si de fundalul incarcat pozitiv. Seamana cu scrisul pe o cutie de cola cu lipici si apoi rostogolind-o prin faina. Faina doar se lipeste pe partile cu lipici.Cu matricea setata, cilindrul se rostogoleste pe o foaie de hartie, care se misca de-a lungul "drumului". Inainte ca hartia sa ajunga sub cilindru ii este data o incarcatura negativa de la firul de transfer. Aceasta incarcatura este mai puternica decat incarcatura negativa a imaginii electrostatice, asa ca hartia poate sa "traga " praful de toner. Deoarece se misca la aceasi viteza ca cilindrul, hartia ia exact matricea imaginii, ca sa nu se lipeasca hartia de cilindru este descarcata de catre firul de descarcare imediat ce ia tonerul. In final, imprimanta transmite hartia prin "fuser" care topeste tonerul, acesta intrand in fibrele hartiei. Dupa cest pas hartia este data afara, fiind gata printata.

16. Campul electric creat de o distribuţie sferică a sarcinii electrice Se consideră o suprafaţă sferică, de rază R, pe care este distribuită uniform sarcina electrică Q, denumită pătură sferică. Se alege o suprafaţă de rază r, pe care urmează să se aplice teorema lui Gauss, denumită suprafaţă gaussiană. Fluxul câmpului electric prin suprafaţa aleasă este: Ţinând cont de teorema lui Gauss rezultă: a) pentru r>R, rezulta b) pentru r<R , Φ=0 (sarcina este pe suprafaţă) rezultă: E=0

17. Considerând un sistem de două sfere metalice, concentrice dintre care sfera mică de rază r, este încărcată cu sarcina +q iar sfera mare de rază R, iniţial fără sarcină electrică. Prin influenţă sfera exterioară se electrizează cu sarcinile electrice +q’ şi –q’. Potenţialele celor două sfere se obţin prin însumarea potenţialelor produse de fiecare sarcină din sistem. SFERE CONCENTRICE (izolate)

18. CORP METALIC (SFERĂ) Considerând un corp metalic, de formă sferică, încărcat cu sarcina electrică q care se distribuie uniform pe toată suprafaţa, formând o pătură sferică. Potenţialul electric din interiorul unui corp metalic încărcat cu sarcină electrică Q este constant şi egal cu cel de pe suprafaţa corpului. iar în exteriorul corpului se aplică formula generală a potenţialului:

19. SFERE CONCENTRICE (cu legare la pământ) Legarea la pământ a unei sfere (exterioară) va determina scurgerea sarcinilor pozitive în pământ iar sistemul arată ca în figură. Potenţialele celor două sfere sunt:

20. Câmpul electric creat de două distribuţii plane şi paralele Considerând un sistem de două plane paralele pe care se găsesc sarcini electrice diferite ca semn dar cu aceeaşi densitate: Cele două distribuţii plane vor crea câmpuri egale : Cele două intensităţi sunt paralele şi de acelaşi sens, câmpul total este: