MINISTERUL EDUCAŢIEI ŞI  TINERETULUI AL REPUBLICII MOLDOVACOLEGIUL POLITEHNIC DIN MUN.BĂLȚI

Disciplina:Materiale si comp.pasiveReferat:Întrebuințările curentului electric

Grupa: C-115 A elaborat: Dabija Vadim

Profesor: Catană Victoria

Bălți 2015

Curent electric

Fulgerul este o formă de curent electric.

Curentul electric reprezintă deplasarea dirijată a sarcinilor electrice. Există două mărimi fizice care caracterizează un curent electric:

intensitatea curentului electric, numită adesea simplu tot curent electric, care caracterizează global curentul, referindu-se la cantitatea de sarcină electrică ce străbate secțiunea considerată în unitatea de timp. Se măsoară înamperi.

densitatea de curent este o mărime vectorială asociată fiecărui punct, intensitatea curentului regăsindu-se ca integrală pe întreaga secțiune a conductorului din densitatea de curent. Se măsoară în amperi pe metru pătrat.

Circuit electricSarcinile electrice în mișcare pot fi purtate între două puncte date, de electroni, ioni sau o combinație de ioni și electroni. Producerea curentului electric este determinată de existența unei tensiuni electrice între cele două puncte (între care se deplasează sarcinile) ale unui circuit electric. Tensiunea în cauză poate fi dată de o sursă de tensiune electrică existentă în circuitul electric considerat.

Curent electric indusDe asemenea, curentul electric mai poate lua naștere într-un circuit dacă acesta este un circuit închis și este influențat de o tensiune electromotoare (t.e.m.) variabilă, separată galvanic de acesta. Fenomenul este denumit inducție electrică.

Intensitatea curentului electricIntensitatea curentului electric, desemnată uneori în limbajul curent prin anglicismul "amperaj", sau numită eliptic curent electric, este o mărime fizică scalară ce caracterizează global curentul electric. Se definește ca măsurând sarcina electrică ce traversează secțiunea unui conductor în unitatea de timp, sau debitul sarcinii electrice printr-o suprafață dată, de obicei aceasta fiind secțiunea transversală a unui fir conductor:

 q-sarcina electrică dt-interval de timp

unde i este intensitatea curentului, q sarcina electrică și t timpul.

Intensitatea curentului electric este o mărime fizică fundamentală a Sistemului Internațional.

În Sistemul Internațional, intensitatea curentului electric se măsoară în amperi, o unitate de bază a Sistemului Internațional, al cărei simbol este A.

Un amper corespunde unui debit de sarcină electrică de un coulomb pe secundă.

Amperul este definit ca fiind intensitatea unui curent constant care, menținut în două conductoare paralele, rectilinii, de lungime infinită, de secțiune transversală circulară neglijabilă și plasate la o distanță de 1 metru unul de celălalt, în vid, produce între aceste conductoare o forță egală cu 2·10-7 N pe unitatea de lungime (metru)[1].

Conform primei teoreme a lui Kirchhoff, în fiecare nod al unui circuit electric, suma algebrică a intensităților curenților care intră în acel nod este zero. Drept convenție de semn, se consideră că intensitățile curenților sunt pozitive dacă aceștia intră în nod și negative dacă ies din nod.

Dacă secțiunea transversală a conductorului nu poate fi considerată neglijabil de mică și este necesar să se descrie repartiția curentului electric pe suprafața secțiunii, atunci curgerea curentului electric se caracterizează printr-o altă mărime fizică, densitatea de curent.

Intensitatea curentului electric se măsoară cu ajutorul unui ampermetru, care trebuie conectat în circuit în serie.

Contribuția magnetizației și a polarizației

densitatea de curent totală din ecuațiile Maxwell e:

Curent continuu, curent alternativDacă mișcarea sarcinilor electrice se face numai într-un singur sens, este vorba de un curent continuu (generat de exemplu de bateria galvanică sau de dinam). Dacă sensul de deplasare alternează în timp, curentul se numește alternativ(alternatorul este un dispozitiv care generează un asemenea curent). Curentul alternativ folosit în industrie este de obicei (cuasi) sinusoidal, adică intensitatea lui variază ca o funcție sinusoidală (în timp).

În cazul redresării curentului alternativ se obține un curent continuu de intensitate variabilă, numit și pulsatoriu (sau ondulat). Redresarea se poate face cu ajutorul tuburilor electronice (diode sau duble diode) sau semiconductoarelor(diode, punți redresoare).

Transformarea inversă, pentru a obține curent alternativ din curent continuu, se face cu ajutorul unor dispozitive electronice (invertoare) și este utilă, de exemplu, la alimentarea de la elemente galvanice sau acumulatoare a unor consumatori ce au nevoie de curent alternativ (lămpi electrice pentru avarii, alimentarea unor aparate electrice de curent alternativ care funcționează cu curent de la acumulatorul de automobil). De asemenea din curent alternativ se poate obține curent continuu și cu ajutorul grupurilor comutatrice.

Medii conductoareDupă natura mediului prin care circulă purtătorii de sarcină, curentul electric poate fi:

curent de conducție: care circulă prin medii conducătoare; curent de deplasare: apare prin materiale dielectrice când acestea sunt plasate în câmp

electric; curent de convecție și curent Röntgen teoretic: apar numai în conductoare parcurse de

curenți de conducție și aflate în mișcare.

Efecte

Efectul magnetic al curentului

Curentul electric poate produce fenomene fizice diferite:

căldură, fenomen cunoscut sub numele de efect termic sau efect Joule:

apariția unei forțe asupra conductoarelor străbătute de el aflate în câmp magnetic, cunoscute sub denumirea de forțe electromagnetice sau forțe electrodinamice:

apariția unui câmp magnetic (rotativ) în jurul conductoarelor pe care le străbate. transportul de substanțe (electroliza) atunci când purtătorii de sarcini electrice care

determină curentul electric continuu sunt ionii dintr-o soluție sau topitură de electrolit.

Forma grafică a curentului electric pulsatoriu

Ce este sarcina electrică ?Înainte de a vorbi despre curentul electric trebuie să clarificăm ce este

un purtător de sarcină ? Pai, un purtător de sarcină poate fi orice

obiect care are o anumită sarcină electrică .

Bun. Dar ce este sarcina electrică ?  Nimeni nu-ţi va putea spune ce

este ci doar cum se manifestă, adică: sarcina electrică a unui corp este

un „ceva” care creează forţe de atracţie sau de respingere între el şi

oricare alt corp care are o sarcină electrică (pentru mai multe detalii dă click aici şi aici).

Forţele de atracţie apar între sarcini electrice care au semne diferite, iar forţele de

respingere apar între sarcini electrice de acelaşi semn. Prin convenţie, se consideră că

electroni au sarcini electrice negative, iar protonii (particulele din nucleul atomului) au

sarcini pozitive.

În mod normal, într-un atom, numărul electronilor este egal cu numărul protonilor. Ţinând

cont de faptul că sarcina electrică a unui electron, ca valoare, este egală cu cea a unui

proton, rezultă că în mod normal un atom nu are sarcină electrică deoarece sarcina

electrică (negativă) a electronilor o anulează pe cea pozitivă a protonilor. Există însă

situaţii în care unui atom i se poate fura sau băga pe gât unul sau mai mulţi electroni, caz în

care acesta devine ion pozitiv (sarcină electrică pozitivă) sau ion negativ (sarcină electrică

negativă).

Unele materiale (numite şi conductoare) au unii electroni mai slab legaţi de atomi, fapt

pentru care aceştia pot migra uşor de la un atom la altul. Sunt exact ca şi pisicile de la ţară:

azi stau la unul, mâine la altul şi aşa mai departe. Cum probabil ai intuit deja, cele mai

întâlnite exemple de astfel de materiale sunt metalele.

Ce este câmpul electric ?

Este locul sau spaţiul geometric în care poate avea loc interacţiunea dintre sarcinile

electrice. Metaforic vorbind, ţi-l poti închipui ca fiind o aură de lumină care înconjoară

particula sau corpul care are o sarcină electrică: cât timp aura este vizibilă, dacă în zona ei

bagi o altă sarcină electrică, cele două vor interacţiona într-un fel sau altul. Este foarte

asemănator cu câmpul luminos (în care o sursă de lumină poate interacţiona cu ochii tăi),

cu un câmp termic (în care o sursă de căldură poate interacţiona cu îngheţata ta) etc.

Câmpul electric poate fi creat în multe feluri, însă acest subiect îl voi aborda într-un alt

articol în care voi vorbi despre generatoare electrice.

Ce este tensiunea electrică ?

Dacă în mod normal densitatea de electroni dintr-un corp este constantă, în momentul în

care apare un câmp electric, electronii vor fi dirijati către una din extremele corpului,

creând un deficit de electroni în cealaltă extremă. Tensiunea electrică este unitatea de

măsura care exprimă dezechilibrul de electroni care apare între cele două extreme ale

corpului. În cazul unui generator electric, cele două zone extreme se numesc borne şi prin

convenţie zona cu surplus de electroni se numeşte „borna negativă” iar zona cu deficit de

electroni se numeşte „borna pozitivă”. Ca să poţi vizualiza mai clar explicaţia mea, îţi poţi

imagina câmpul electric ca pe un vânt invizibil care împinge electronii de la borna pozitivă

la cea negativă. Fiecare din aceşti electroni are o anumită sarcină electrică şi deci, cu cât

mai mulţi electroni sunt exilaţi de la borna pozitivă la  borna negativă cu atât mai mare va fi

tensiunea electrică dintre cele două borne. Sensul tensiunii electrice este dictat de

orientarea câmpului electric.

În discuţia de mai sus am considerat că sensul câmpului electric este constant şi prin urmare

va crea o tensiune continuă. În realitate însă, avem de a face frecvent şi cu câmpuri electrice

alternative, care îşi schimbă frecvent sensul şi care astfel generează tensiuni alternative.

Tensiunea electrică se măsoara în volţi [V]. Echivalentul ei în sistemele mecanice este

presiunea (sau mai corect spus diferenţa de presiune).

Ce este curentul electric ?

Electronii înghesuiţi la borna negativă nu se vor

simţi niciodată comfortabil în această situaţie şi de

aceea vor tinde mereu să se întoarcă la borna

pozitivă pentru a reechilibra situaţia. Atât timp cât

câmpul electric este menţinut activ este clar că

electronii exilaţi nu se pot întoarce acasă pe

acelaşi drum pe care au venit ci doar pe un altul,

ocolitor. În momentul în care conectezi un

consumator electric intre bornele generatorului,

practic tu oferi electronilor exilaţi un drum prin care se pot întoarce acasă. Altfel

spus, curentul electric este călatoria electronilor din locul în care au fost trimişi de câmpul

electric (borna negativă) înapoi în locul din care au fost luaţi (borna pozitivă).

Aşadar, este bine să ţii minte că curentul electric nu poate exista decât dacă există

o tensiune electrică şi un traseu de întoarcere a electronilor de la o bornă la

cealaltă (consumator). Acest traseu poate fi fabricat din orice material care are

conductivitate electrică. Trebuie să menţionez că în realitate nu există materiale perfect

izolatoare sau conductoare. În concluzie curentul electric, chiar dacă extraordinar de puţin,

trece şi prin materialele izolatoare.Ce este intensitatea curentului electric ?

Este mărimea care arată cât de multe sarcini electrice trec printr-un conductor electric într-

un anumit interval de timp. Se măsoară în amperi [A]. Echivalentul mecanic al intensităţii

electrice este debitul. Şi să nu uit un amănunt care m-a zăpăcit un pic pe vremea când eram

începător: în practică nu se mai obişnuieşte să se spună „o intensitate a curentului electric

de x amperi” ci doar „un curent de x amperi”.

Curentul electric şi mai tot ce ţine de el este de multe ori explicat (doar) printr-o tonă de

formule. Au şi formulele rostul lor, însă înainte de a muşca din formule primul pas cred că

ar trebui să fie explicarea subiectului într-o manieră care să te ajute să îţi faci o imagine de

ansamblu. Sper că punctele mele de vedere te-au ajutat să înţelegi mai clar ce este curentul

electric.