Noţiuni de electricitate

 Sarcina electrică.

 Legea lui Coulomb  Curentul electric. Curentul continuu şi curentul alternativ.

 Circuite de curent continuu.Legile circuitelor electrice.

1. Sarcina electrică Benjamin Franklin 1750-1752 experimente care au evidenţiat existenţa a două tipuri de sarcină electrică , numite pozitive şi negative Ioni – numărul de electroni nu este egal cu cel al protonilor , rezultă ioni pozitivi sau negativi

e = 1, 6 10  19

C

sarcina elementară

conductori izolatori

Materiale care conţin sarcini electrice libere capabile să se mişte dintr-un loc în altul Sarcinile electrice sunt fixe , nu se pot deplasa.

Metale , gaze ionizate , soluţii Plasticul , ceramicele, sticla, aerul uscat , apa pură , lemnul uscat Metode de electrizare a corpurilor 1. Prin frecare 2. Prin contact 3. Prin influenţă

1. Legea lui Coulomb

Ce este curentul electric ?

Ce este curentul electric ?

𝐹 𝐸 = e𝐸 = 𝑒 𝐸 Curentului electric – mişcare ordonată de purtători de sarcină electrică Este determinat de:  Electronii de valenţă în metale  Ioni pozitivi şi negativi în electroliţi sau gaze ionizate  Electroni şi goluri în semiconductori

Atenţie!!!

Generatorul electric nu produce electroni ci doar furnizează acestora energie şi îi menţine în mişcarea ordonată

Care este diferenţa dintre:

 Intensitatea curentului electric  Tensiunea electrică  Rezistenţa electrică

A Intensitatea curentului, tensiunea electrică, rezistenţa electrică.

B Intensitatea curentului electric – sarcina electrică care trece în unitatea de timp printr-o secţiune transversală a unui conductor.

𝒒 𝑰 = ∆𝒕 𝐼 𝑆𝐼 = 𝐴 Tensiunea electrică între A şi B – lucrul mecanic care trebuie efectuat de câmpul electric extern pentru a transporta unitatea de sarcină pe porţiunea Respectivă ( între A şi B) Tensiunea electromotoare– lucrul mecanic care trebuie efectuat de câmpul electric extern pentru a transporta unitatea de sarcină pe tot circuitul inclusiv prin sursă 𝑼 𝑨𝑩 = 𝑳 𝑨𝑩 𝒒 = 𝑬 𝑨𝑩 𝒒 𝑬 = 𝑳 𝒕𝒐𝒕 𝒄𝒊𝒓𝒄𝒖𝒊𝒕𝒖𝒍 𝒒 = 𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒆 𝒕𝒐𝒕 𝒒 𝑈 𝑆𝐼 = 𝑉 Rezistenţa electrică este o mărime fizică care măsoară gradul în care o porţiune de circuit se opune trecerii curentului electric.

𝑹 = 𝑼 𝑨𝑩 𝑰 𝑅 𝑆𝐼 = Ω

Care este diferenţa între curentul continuu şi curentul alternativ sinusoidal?

Curentul continuu şi alternativ sinusoidal

Priză obişnuită

Analogia circuit electric – pompă de apă

+9V 0V

Tensiunea electrică = Presiunea

Analogia circuit electric – pompă de apă

Rezistori. Legea lui Ohm

Dipol consumator de energie = curentul intră în dipol prin borna cu potenţial ridicat În curent continuu 𝐼 = 𝑓(𝑈)

Caracteristica curent-tensiune

Metale + alte tipuri de conductoare 𝐼 = 𝑈 𝑅 (1) Legea lui Ohm Elementele de circuit care respectă relaţia (1) = rezistori

Legile lui Ohm

a) Pe o porţiune de circuit b) Pe tot circuitul

I



I



U R E R fire

Legarea rezistențelor în serie Tensiunea totală este egală cu suma tensiunilor pe fiecare rezistentă Intensitatea este aceeași

U

1 

U

2 

U

3 

U I(R R

1 1 

R

2 

R

2  

R

3

) R

3  

IR R e e

Legarea rezistențelor în paralel Intensitatea totală este egală cu suma intensitatilor prin fiecare rezistența Tensiunea este comuna

I

1 

I

2 

I

3 

I U R

1 

U R

2 

U R

3 

U R e

1

R

1  1

R

2  1

R

3  1

R e

Aplicație: legarea mixtă a rezistențelor

S ă se găsească rezistența echivalentă a sistemului format dintr-o rezisten ță R 1 =2k Ω legat ă în serie cu două rezistențe legate în paralel cu valorile R 2 =15 Ω si R 3 =60 Ω.

R 1 1) Calcul ăm mai întâi rezistența echivalentă R 23 a celor doua rezisten țe legate în paralel R 2 R 3 1

R

23  1

R

2  1

R

3  1 15  1 60  4 60  1 60  5 60  1 12 

R

23  12

Ω

2) Transform ăm R 1 =2k Ω=2000Ω și apoi calcul ăm rezistența sistemului legat în serie format din R 1 și R 23

R



R

1 

R

23  2000  12  2012 

Energia curentului continuu disipat ă pe o rezistanță este egală cu lucrul mecanic al sarcinii q care circul ă în diferenț de potential U

W



L



Uq



UIt



RI

2

t

Puterea

este energia disipata impartita la timp

P



W t



UI



RI

2 Reamintim ca energia se masoara in J (joule) si puterea in W=J/s (watt).