Circuitele electrice simple. Legea lui Ohm

Scirlat Danut, Stefan Lazar, Eduard Ursinschi

Circuitul electric

• Un circuit electric este o rețea electrica în buclă închisă, realizând astfel o cale de întoarcere pentru curentul electric.

• Circuitele electrice sunt utilizate pentru transmiterea la distanta a datelor, informatiilor, a energiei electrice. Orice circuit electric este format din doua tipuri de elemente de circuit: elemente active sau generatoare care produc energie electromagnetica si elemente passive sau receptoare care permit transformarea energiei electromagnetice in alte forme de energie.

Pentru analiza un circuit electric trebuie sa se

cunoasca:

• semnalele excitatiei• parametrii si

structura circuitului• metode si mijloace

de analiza

Semnale electrice:

• Dupa rolul lor in circuit ele pot fi: de excitatie sau de intrare, raspuns sau de iesire

• Dupa utilitate: semnale utilesau semnale perturbatoare

• Dupa modul de variatie a semnalelor pot exista: semnale continue sau discrete

• Dupa modul de exprimare matematic: continue sau aleatoare

Circuitul electric simplu este

format dintr-un rezistor, un

consumator si un generator, precum

si din fire conductoare.

Legea lui Ohm

Intr-un circuit intensitatea (I) curentului electric este direct proportionala cu tensiunea aplicata (U) si invers proportionala cu rezistenta ( R )

I=U/R

Legea lui Ohm-Aplicatie

În acest experiment vom încerca să ilustrăm „funcţionarea” legii lui Ohm, construind circuitul de mai jos:

• Realizarea circuitului• Alegeţi un rezistor din trusa voastră. Măsuraţi rezistenţa lui cu ajutorul

multimetrului. Notaţi-vă rezultatul pentru a-l putea folosi pe viitor.• Construiţi un circuit format dintr-o baterie şi un rezistor. În figură,

circuitul este realizat cu ajutorul unei reglete de borne, dar orice mijloc de realizare a circuitului este la fel de bun. Setaţi multimetrul pe scara de tensiune apropiată şi măsuraţi căderea de tensiune la bornele rezistorului în timp ce este alimentat de la baterie. Notaţi-vă acest rezultat pentru a-l putea folosit mai departe, alături de valoarea rezistenţei de mai sus.

• Poziţionaţi selectorul multimetrului pe cea mai mare scală de curent disponibilă. Deschideţi circuitul şi conectaţi ampermetrul între cele două puncte libere. Ampermetrul va fi acum în serie cu bateria şi rezistorul. Selectaţi cea mai bună scală de tensiune: cea care dă cea mai precisă indicaţie a curentului, fără a depăşi scala. Notaţi şi această valoare a curentului alături de valoarea rezistenţei şi a tensiunii.

• Aplicarea şi verificarea legii lui Ohm• Luaţi valorile pentru tensiune şi rezistenţă

măsurate mai sus şi aplicaţi legea lui Ohm pentru a determina valoarea curentului din circuit. Comparaţi valoarea astfel calculată cu valoarea măsurată cu ajutorul multimetrului:

• I = E / R • unde,

E = tensiunea în volţiI = curentul în amperiR = rezistenţa în ohmi

• Asemănător, luaţi valorile măsurate pentru tensiune şi curent şi aplicaţi legea lui Ohm pentru calcularea rezistenţei circuitului. Comparaţi valoarea obţinută cu cea măsurată cu ajutorul multimetrului:

• R = E / I • Şi, în sfârşit, luaţi valorile măsurate mai sus pentru

rezistenţă şi curent şi aplicaţi legea lui Ohm pentru calcularea tensiunii circuitului. Comparaţi valoarea calculată cu cea măsurată:

• E = IR

• Rezultatele obţinute prin măsurători şi prin calcul ar trebui să fie foarte apropiate, pentru toate cele trei situaţii. Orice diferenţă între respectivele valori ale tensiunii, curentului sau rezistenţei se datorează mai mult ca sigur erorilor aparatului de măsură. Totuşi, aceste diferenţe ar trebui să fie mici, cel mult câteva procente. Desigur, unele aparate de măsură sunt mai precise decât altele.

• Înlocuiţi rezistorul din circuit cu alţi rezistori de mărimi diferite. Refaceţi măsurătorile de rezistenţă, tensiune şi curent. Refaceţi apoi calculele pentru aceste mărimi (cei trei paşi de mai sus). Observaţi relaţia matematică simplă dintre variaţia rezistenţei şi variaţia curentului din circuit. Tensiunea ar trebui însă să rămână aproximativ egală pentru oricare din rezistorii introduşi în circuit, deoarece acesta este rolul unei baterii: să menţină o cădere de tensiune constantă între bornele sale.