7/26/2019 Notiuni de dipol.pdf

1/6

www.e-lee.net

Tematica: Circuite electrice

Capitol: Teoria circuitelor

Seciunea:

Tip resurs: Expunere Laborator virtual / Exerciiu CVR

n acest curs, se introduce noiunea de dipoli se definesc curentul ce l parcurge i tensiunea labornele sale. Se va deduce expresia puterii absorbite sau furnizate de ctre dipol. Puterea absorbiteste dat de produsul , dac sensurile de referinale curentului i tensiunii au fost alese nconformitate cu convenia de semne pentru receptor. Ea este dat de opusul acestui produs (fiindvorba de putere furnizat), dac sensurile de referinau fost alese respectnd convenia de semnepentru generator.

cunotine anterioare necesare: nici una nivel: 1 - introductiv, primul ciclu durata estimat: 15 minute autori: Damien Grenier, Francis Labrique realizare: Sophie Labrique traducere: Sergiu Ivanov

Noiunea de diplol

Resurs realizat cu sprijin financiar din partea Comunitii Europene. Documentul de fa nu angajeaz dectresponsabilitatea autorului(rilor) lui . Comisia &i declin orice responsabilitate ce ar putea decurge din utilizarea lui .

7/26/2019 Notiuni de dipol.pdf

2/6

2

1. Noiunea de dipol

Electromagnetismul este prezent n mod natural n natur: electricitate stati c, fenomene demagnetizare, fulgerul.... Fenomenele corespunztoare pot fi descrise cu ajutorul ecuaiilor cu derivatepariale - ecuaiile lui Maxwell - ce se pot dovedi a fi dificil de rezolvat, deoarece este necesarutilizarea metodelor numerice (cum ar fi metodele cu elemente finite).

Dispozitivele electrice artificiale sunt concepute de ctre om, astfel nct comportamentul lor s fiemult mai simplu. Ele pot fi, n general, caracterizate de curen ii electrici care circul prin bornele sale ide diferenele de potenial msurate ntre acestea.

Figura 1: Multipol (n-poli)

Diferena de potenial (sau tensiunea) ntre borna i borna se msoar cu ajutorul unui voltmetru.

Ea se exprimn voli (simbol: V). Curentul care intr (sau iese, n funcie de convenia de semnealeas) n borna se msoar cu ajutorul unui ampermetru. El se exprimn amperi (simbol: A).

n acest context, componentele electrice cele mai simple, sunt dipolii. Cea mai mare parte amultipolilor se pot descompune, dealtfel, n dipoli elementari.

Figura 2: Dipol

Un dipol este caracterizat de curentul care l parcurge i de tensiunea la bornele sale.

2. Curentul ce parcurge dipolul

Curentul care intr printr-o born este egal cu cel care iese prin cealalt born.

Figura 3: Curentul ntr-un dipol

El corespunde cantitii de sarcin ce l traverseaz, n unita tea de timp:

7/26/2019 Notiuni de dipol.pdf

3/6

3

Un curent de un amper (1 A) corespunde trecerii unei sarcini de un coulomb (1 Cb) ntr-o secund .Sensul de referinpentru trecerea curentului se poate alege oricum: dac acest curent trece efectivn sensul ales, valoarea lui (in tensitatea) este pozitiv; dac el trece n sens contrar celui ales, estenegativ.

Not: innd cont c n conductoarele metalice uzuale, purttorii de sarcin sunt electronii, ce ausarcin negativ, circulaia de la A la B a unui curent pozitiv de 1 A, corespunde fizic, circula iei de la

B la A, a unui numr de electroni, a cror sarcin nsumat este de -1 Cb, ntr-o secund.

3. Diferena de potenial la bornele dipolului

Lucrul produs de trecerea sarcinilor prin element, se traduce printr-o diferende potenial ntrebornele elementului.

Absorbi rea de ctre element a unei energii electrice de un Joule (1 J), datorat trecerii unei sarcini deun Coulomb (1 Cb) de la A la B, se datoreaz unei diferene de potenial de un volt, msuratntre Ai B (potenialul al bornei A, este cu 1 V mai mare dect potenialul , al bornei B).

Figura 4: Diferena de potenial msuratntre borna A i borna B

Dac elementul furnizeaz energia electric de un Joule (1 J), ca urmare a trecerii unei sarcin de unCoulomb (1 Cb) de la A la B, aceasta se datoreaz unei diferene de potenial de un volt, msuratntre B i A (potenialul al bornei A, este mai mic cu 1 V dect cel al bornei B, ).

Figura 5: Diferena de potenial msuratntre borna B i borna A

7/26/2019 Notiuni de dipol.pdf

4/6

4

n concluzie, n cazul absorbiriide energie, potenialul bornei de intrarea curentului, este mai maredect cel al bornei de ieire. n cazul n care dipolul furnizeaz energie, potenialul bornei de intrareacurentului este mai micdect cel al bornei de ieire.

Diferena de potenialce existntre bornele unui dipol, se mai numete tensiune la borneleaceluielement. Sensul de referina acestei tensiuni se poate alege oricum: dac potenialul bornei "+" esteefectiv mai mare dect cel al bornei "-", tensiunea este pozitiv; dac este mai mic, atunci tensiunea

este negativ.

Figura 6: Tensiunea la bornele unui dipol

4. Puterea n dipol

Dup cum a fost definit tensiunea la bornele unui dipol, energia absorbit sau furnizat de undipol n intervalul de timp , este egal cu produsul dintre sarcina care l parcurge i diferena de

potenial ntre bornele sale:

Dup cum s-a definit curentul ce parcurge un dipol , acesta este egal cu:

Rezult c puterea absorbit sau produs de dipol se poate scrie:

Pentru a ti dac produsul corespunde unei energii absorbite sau produse, trebuie s se in contde sensurile de referin alese, att pentru curentul care parcurge elementul, ct i pentru tensiunea labornele sale.

5. Convenia semnelor pentru receptor

Sensurile de referinale tensiunii i curentului sunt cele din figura 7.

7/26/2019 Notiuni de dipol.pdf

5/6

5

Figura 7: Convenia semnelor pentru receptor

Cu sensul de referinales pentru tensiune, o tensiune pozitiv, semnific faptul c potenialul albornei A este mai mare dect potenialul al bornei B. Cu sensul de referinales pentru curent, uncurent pozitiv, corespunde micrii sarcinilor pozitive de la A la B. Potenialul bornei de intrare fiindsuperior celui al bornei de ieire a curentului, dipolul absoarbe deci putere electric. Produsul estepozitiv.

Dac este pozitiv, iar este negativ, potenialul bornei de intrare a curentului este mai mic dect celal bornei de ieire. Dipolul furnizeaz putere electric. Produsul este negativ.

Dac este negativ, ia r este pozitiv, transferul de sarcin se face de la borna cu potenial maisczut, la borna cu potenial mai ridicat. Dipolul furnizeaz putere electric. Produsul este negativ.

n sfrit, dac att , ct i sunt negative, transferul de sarcin se face de la borna cu potenial mairidicat, spre borna cu potenial mai sczut. Dipolul absoarbe putere electric. Produsul este pozitiv.

Cu convenia de semne din figura 7, un produs pozitiv, corespunde absorbirii de ctre dipol aunei puteri electrice. Un produs negativ, corespunde furnizrii unei puteri. Se spune c este

convenia de semne pentru receptor. Aceast convenie se alege, de obicei, pentru toi dipoliiprevzui s absoarb energie electric (toate elementele pasive, cum sunt rezistoarele, inductanele,condensatoarele , ca i toate sarcinile electrice: rezistene de nclzire, becuri, motoare etc.).

6. Convenia semnelor pentru generator

Sensurile de referinale tensiunii i curentului sunt cele din figura 8.

Figura 8: Convenia semnelor pentru generator

7/26/2019 Notiuni de dipol.pdf

6/6

6

Cu sensul de referinales pentru tensiune, o tensiune pozitiv, semnific faptul c potenialul albornei B este mai mare dect potenialul al bornei A. Cu sensul de referinales pentru curent, uncurent pozitiv, corespunde micrii sarcinilor pozitive de la A la B. Potenialul bornei de intrare fiindinferior celui al bornei de ieire a curentului, dipolul furnizeaz deci, putere electric. Produsul estepozitiv.

Dac este pozitiv, iar este negativ, potenialul bornei de intrare a curentului este mai mare dect

cel al bornei de ieire. Dipolul absoarbe putere electric. Produsul este negativ.

Dac este negativ, ia r este pozitiv, transferul de sarcin se face de la borna cu potenial mairidicat, la borna cu potenial mai sczut. Dipolul absoarbe putere electric. Produsul este negativ.

n sfrit, dac att , ct i sunt negative, transferul de sarcin se face de la borna cu potenial maisczut, spre borna cu potenial mai ridicat. Dipolul furnizeaz putere electric. Produsul estepozitiv.

Cu convenia de semne din figura 8, un produs pozitiv, corespunde furnizrii de putereelectric de ctre dipol. Un produs negativ, corespunde absorbi rii unei puteri. Se spune ceste convenia de semne pentru generator. Aceast convenie se alege, de obicei, pentru toi dipolii

prevzui s furnizeze energie electric (surse de tensiunei curent, n fapt, pilele electrice, bateriile ial te generatoare electrice).