28
IMPEDANTE SI INDUCTANTE Legea conservării sarcinii electrice. Teorema I a lui Kirko!!  Fig 1.13 Legea conserv ării sarcinii electrice stabileşte o legăt ură înt re sarcina elect rică dint r-o suprafaţă înch isă Σ şi intensitatea curentului electric prin suprafaţa Σ. În regim electrostatic dacă suprafaţa închisă Σ formeaă un sistem iolat atunci sarcina electrică din interiorul sistemului iolat este constantă. !ă considerăm "fig. 1.11# un condensator încărcat cu sarcină electrică av$nd armăturile conectate la în tre rup ătorul % ini ţ ial des chis. &ri n înc hiderea înt rerupă to rului % con den sat orul se des car că prin firele conductoare ce leagă armăturile prin intermediul întrerupătorului. În interiorul suprafeţei închise Σ care trece prin dielectricul dintre armături şi taie conductorul metalic se afl ă sarcina electrică '. (ste evident faptul că la înch iderea comu tato rulu i % sarcina elect rică de pe armă tura aflată în interio rul suprafeţ ei Σ scade) conductorul fiin d stră bătu t de un curent elect ric ce tran spor tă sarcina elect rică în afara supraf eţei Σ. În formă integrală legea conservării sarcinii electrice se enunţă astfel* intensitatea curentului electric de conducţie total i Σ  care iese printr -o  suprafaţă închisă Σ  oar ecare este în fie car e moment egală şi de semn cont rar cu der ivata sarcin ii ele ctr ice adevărate Q Σ  (din interiorul suprafeţei) în raport cu timpul. (+presia matematică a legii este* dt dQ i  Σ Σ  = "1.,,# u alte cuvi nte legea cons ervăr ii sarcinii electri ce ne spune că e+is tă o vari aţie a sarcinii electrice adev ărate din interioru l unei suprafeţe închise Σ numai dacă e+istă un transport de sarcină "curent electric# prin suprafaţa Σ. consecinţă imediată a legii conservării sarcinii electrice este prima teoremă a lui %irchhoff. Fiind considerate n conductoare ce intersecteaă suprafaţa închisă Σ "fig. 1.13# avem* = Σ  = n k k i i 1 unde se adoptă convenţional un semn) de e+emplu semnul / pentru curenţii care ies din suprafaţa Σ şi semn opus  pentru cei care au sens o pus. 0elaţia "1.33 # devine* Fig. 1.11

9. Impedante Si Inductante

Embed Size (px)

Citation preview

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    1/28

    IMPEDANTE SI INDUCTANTE

    Legea conservrii sarcinii electrice. Teorema I a lui Kirko!!

    Fig 1.13Legea conservrii sarcinii electrice stabilete o legtur ntre sarcina electric dintr-o suprafa nchisintensitatea curentului electric prin suprafaa . n regim electrostatic dac suprafaa nchis formea un siiolat atunci sarcina electric din interiorul sistemului iolat este constant.

    ! considerm "fig. 1.11# un condensator ncrcat cu sarcin electric av$nd armturile conectantreruptorul % iniial deschis. &rin nchiderea ntreruptorului % condensatorul se descarc prin f

    conductoare ce leag armturile prin intermediul ntreruptorului. n interiorul suprafeei nchise care trecedielectricul dintre armturi i taie conductorul metalic se afl sarcina electric '. (ste evident faptul nchiderea comutatorului % sarcina electric de pe armtura aflat n interiorul suprafeei scade) conducfiind strbtut de un curent electric ce transport sarcina electric n afara suprafeei . n form integral lconservrii sarcinii electrice se enun astfel* intensitatea curentului electric de conducie total icare iese prisuprafa nchis oarecare este n fiecare moment egal i de semn contrar cu derivata sarcinii elec

    adevrate Q(din interiorul suprafeei) nraport cu timpul.(+presia matematic a legii este*

    dt

    dQi = "1.,,#

    u alte cuvinte legea conservrii sarcinii electrice ne spune c e+ist o variaie a sarcinii electrice adevratinteriorul unei suprafee nchise numai dac e+ist un transport de sarcin "curent electric# prin suprafaa .

    consecin imediat a legii conservrii sarcinii electrice este prima teorem a lui %irchhoff. Fiind considerconductoare ce intersectea suprafaa nchis "fig. 1.13# avem*

    =

    =n

    k

    kii

    1

    unde se adopt convenional un semn) de e+emplu semnul / pentru curenii care ies din suprafaa i semn pentru cei care au sens opus. 0elaia "1.33# devine*

    Fig. 1.11

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    2/28

    =

    =n

    k

    ki "1.32#

    ceasta repreint teorema 4 a lui %irchhoff" suma algebric a intensitii curenilor electrici cprintr-o suprafa nchis este nul.

    Legea con#uc$iei electrice. %Legea lui &m'

    &entru conductoare liniare i iotrope) legea conduciei electrice numit i legea lui hm se poate scrie sub form

    EJ = respectiv* JE =

    unde este o constant de material numit conductivitatea electric. 5rimea fiic 6 17 se numreistivitatea electric. &entru reistivitatea electric se mai folosete frecvent unitatea de msur*

    .11 8,

    mm

    mm =

    &entru a deduce forma integral a legii conduciei electrice vom integra e+presia pentru o poriune 1-, a conductor *

    =,

    1

    ,

    1

    sdJsdE

    4ntegrala se va efectua n lungul liniei mi9locii a conductorului) vectorul ds fiind orientat dinspre punc

    spre ,. :om presupune c n conductor vectorii ( i ; sunt colineari) i av$nd aceeai orientare cu ds .

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    3/28

    onductorul se repreint n schemele electrice prin simbolurile notate cu 0 sau r. !istemul fiic dintre puncti , poart numele de reistor. Frecvent n limba9ul curent se utiliea pentru reistor denumirea de ?reiste5rimea invers) notat cu A* A 6 170 se numete conductan i se msoar n siemens "!#.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    4/28

    conducie electric apare o transformare a energiei electrice n energie termic. *uterea p cedat de c%melectromagnetic unitii de volum dintr-un material conductor este egal cu produsul dintre intensitatea c%mp

    electric E i densitatea de curent J) adic*

    JEp =

    ceast relaie) cu enunul susmenionat repreint forma local a legii transformrii energiei c%mpelectrocinetic n medii parcurse de cureni+ sau legea Joule-,en n form local.

    n medii conductoare omogene) iotrope i lipsite de c$mpuri imprimate relaia anterioar se poate scrie

    ,

    , >

    === JJJEp

    n astfel de medii transformarea energiei electrice n energie termic este inversibil. 4ntegr$nd e+presia penporiune oarecare de circuit "lipsit de c$mpuri imprimate# se obine*

    ===v !

    i#d(JdlEdvJE* 1,

    ,

    1

    unde B1,este cderea de tensiune determinat de curentul de intensitate i n lungul poriunii 1-, de curent.

    !e observ c & E ) transformarea energetic fiind ireversibil.

    Bnitatea de msur pentru puterea & se numete att GH. (nergia consumat n reistor ntr-un interv

    timp se poate calcula* =t

    dt*-

    - materiale conductoare) cu reistivitatea = 1 18 M m>- materiale semiconductoare) cu reistivitatea .11 M2 m=

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    5/28

    electrice este cuprul) av$nd o reistivitatea cu puin mai mare dec$t a argintului.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    6/28

    !upraconductibilitatea La temperaturi foarte 9oase) mai mici de 1 % reistivitatea unor metale sau ascade brusc la . cest fenomen a fost descoperit n 1C11 de ctre %amerling nnes i poart numelsupraconductibilitate. emperatura la care valoarea reistivitii devine nul se numete temperatur criticfiind o caracteristic a materialului conductor. n fig. 1., se preint variaia reistivitii cu temperatura peargint "fig. 1.,)a# i staniu "fig. 1.,)b#. n timp ce la g reistivitatea scade liniar cu scderea temperaturii) lreistivitatea scade brusc la ero la o temperatur c 6 3)K,%. !taniul este un metal supraconductor pe argintul nu este. !e cunosc o serie de materiale supraconductoare metalice sau alia9e) acestea preent$nd un inteoretic i aplicativ deosebit.

    n tabelul 1.3 sunt date temperaturile critice pentru c$teva materiale supraconductoare. emperatura critmaterialelor supraconductoare depinde de valoarea c$mpului magnetic e+terior. n stare de supraconductibiapar proprieti i comportri interesante) dintre care menionm*

    - un curent odat stabilit ntr-un material supraconductor se menine timp ndelungat dac temperatura

    c>- n interiorul unui material supraconductor nu se poate stabili un c$mp magnetic "efect 5eissner#>- efectul de supraconductibilitate e+ist numai sub o anumit valoare a c$mpului magnetic numit c

    magnetic critic Pc.Starea #e magneti,are. Cm*ul magnetic )n vi#

    (+perimental se constat c e+ist n natur substane) ca de e+emplu magnetitul "Fe3=#) carproprietatea c ntre ele sau ntre ele i corpuri din fier apar fore sau cupluri care nu sunt de origine mecantermodinamic sau electric.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    7/28

    magnetic de inducie ) *

    / m )= ",.1#

    /ur$ele tangente n orice punct la vectorul inducie ) se numesc linii de c%mp magnetic.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    8/28

    =v

    dv3m

    /lu0ul magnetic. Legea !lu0ului magnetic

    !e definete flu+ul magnetic printr-o suprafa oarecare ! deschis ca mrimea scalar egal cu integrasuprafa a induciei magnetice ) pe acea suprafa*

    =) d(!

    ",.33#

    &entru a defini flu+ul magnetic este necesar alegerea unui sens al vectorului arie d( n raposuprafaa !) respectiv a unui sens al vectorului normal la suprafaa

    d( n d(=

    0elaia ",.33# e+prim flu+ul magnetic ca o sum a flu+urilor magnetice elementare* d ) d(= . ntre inducia magnetic ) i normala la suprafa este unghiul ) atunci*

    = ) d(!

    cos ",.3=#

    Flu+ul magnetic este o mrime fiic derivat) care se msoar n !4 n eber GIbH* 1 Ib 6 1:caul unui c$mp magnetic uniform ) 6 const. i a unei suprafee ! plane) e+presia flu+ului magnetic devine*

    = ) !cos ",.32#unde ! este aria suprafeei plane iar este unghiul dintre normala n la suprafa i inducia magnetic ) . F

    magnetic este ma+im c$nd

    = = ,

    ) . ) !

    Legea !lu0ului magnetic) n form integral se enun astfel*lu4ul magnetic prin orice suprafaa nchiseste n orice moment nul.(+presia matematic a legii este>

    = d() ",.38#

    Legea flu+ului magnetic evidenia urmtoarele aspecte practice*- c$mpul induciei magnetice este solenoidal) liniile de c$mp ale induciei magnetice sunt ntotdeauna

    nchise)pentru un magnet permanent la care n e+terior liniile de c$mp ale lui D ies din polul nord i intr n polul sudcontinu i prin interiorul magnetului de la polul sud spre polul nord)- dac magnetul permanent este tiat n dou reult doi magnei permaneni cu dou perechi de poli Rord-!ud

    - cei doi poli magnetici nu pot fi separai) nu e+ist ?sarcini magnetice@ similare sarcinilor electrice.

    Tensiunea magnetic. Tensiunea magnetomotoarentr-un c$mp magnetic oarecare se definete tensiunea magnetic ntre dou puncte 1 i , ca mri

    scalar egal cu integrala de linie a intensitii c$mpului magnetic ntre punctele 1 i , de pe curba "fig. ,.,3#

    Fig. ,.1=

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    9/28

    =,

    1

    1, sd1#

    m ",.83#

    n sistemul de uniti !4 unitatea de msur a tensiunii magneticeamperul GH.

    n caul n care punctele &1 i &, se afl pe o curb "# care elinie de c$mp magnetic "fig. ,.,=)a# tensiunea magnetic este poc$nd este calculat n sensul intensitii c$mpului magnetic P "din&1 spre &,#.

    n caul unei curbe nchise "# se definete tensimagnetomotoaren lungul curbei "# nchise prin relaia*

    = sd1#mm ",.8=#

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    10/28

    1 r i =,

    de unde reult*

    1 i

    r=

    ,",.M#

    relaie cunoscut i sub numele deformula iot-!avart.

    Legea in#uc$iei electromagnetice(+periena arat c n preena unui c$mp magnetic variabil n timp antotdeauna un c$mp electric. !e spune despre acest c$mp electric c este un celectric indus cruia i se asocia corespuntor o tensiune electromotoare indstfel) dac o spir se afl n poiie fi+ n apropierea unui magnet permanent)ea este strbtut de c$mp magnetic prin spir nu apare curent electric "fig. ,.31)a

    n schimb) c$nd spira se deplasea) astfel nc$t flu+ul magnetic prin spir s se modifice) prin spir aun curent electric ce poate fi pus n eviden cu un instrument de msur. (+periena arat de asemenea c securentului indus n spir depinde de sensul de variaie al flu+ului magnetic prin suprafaa ce se spri9in pe conspirei.

    n form integral legea induciei electromagnetice se enun astfel* tensiunea electromotoare indulungul unei cur$e nchise oarecare este egal i de semn contrar cu derivata n raport cu timpul a flu4

    magnetic prin orice suprafa deschis !ce se spri0in pe cur$a .

    #d

    dt

    d

    dte

    !

    = =

    ",.M2#

    !-a notat cu = ! flu+ul magnetic total printr-o suprafa deschis oarecare !ce se spri9in pe con

    nchis . n caul preentat n figura ,.31 unde e+ist o singur spir R61) flu+ul magnetic total = = !egal cu flu+ul magnetic propriu-is sau fascicular prin spir.n practic intervin ns situaii c$nd curba nchis are mai multe spire) ca n fig. ,.3,. n acest ca not$nd flu+ul magnetic fascicular mediu printr-o spir se observ c*

    = 6

    iar relaia ",.M2# se scrie*

    # d 6

    dt6

    d

    dte =

    =

    " # ",.M8#

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    11/28

    !emnul minus din e+presia legii induciei electromagnetice apare pa asocia sensul tensiunii electromotoare induse cu sensul de variaflu+ului magnetic.

    !ensul tensiunii electromotoare induse se poate stabili cu a9utorul regulii lui Len independent de e+panalitic a legii induciei electromagnetice. onform regulii lui Len* sensul tensiunii electromotoare induseastfel nc%t+ dac circuitul se presupune nchis printr-un conductor+ atunci curentul indus ce ar apare

    circuit ar avea un astfel de sens nc%t s se opun variaiei flu4ului magnetic prin suprafaa !ce se spri0in p

    !e preint n fig. ,.3= patru situaii n care se indic variaia induciei magnetice D "crete sau scade# i secorespuntor al curentului indus i al induciei magnetice Dindusproduse de curentul indus.

    0eferindu-ne la fig. ,.3=) a) pentru vederea din fa a spirei "desenul de sus# se observ c flu+ul magprin spir este orientat spre figur i crete datorit creterii lui D. a urmare) pentru a se opune creterii acflu+) inducia magnetic a c$mpului produs de curentul indus trebuie s aib n interiorul spirei sensul dinfigur spre observator) reult astfel sensul curentului indus iindusasociat cu Dindusdup regula burghiului drept.

    n caul fig. ,.3=) b deoarece flu+ul induciei magnetice D prin spir scade) sensul c$mpului magnetcurentului indus trebuie s coincid cu al lui D pentru a se opune scderii acestuia. 0eult n consecin securentului indus i al tensiunii electromotoare induse Be.

    1ela$ii )ntre !lu0uri -i curen$i. In#uctivitatea *ro*rie -i mutual

    ! considerm o spir filiform parcurs de un curent de intensitate i i fie flu+ul magnetic produacest curent prin conturul al spirei. !e numete inductivitate propriea spirei mrimea fiic dat de relaia*

    ,i

    = > ",.,1=#

    a# b#

    c# d#

    Fig. ,.3=

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    12/28

    4nductivitatea proprie a spirei depinde numai de dimensiunile i forma spirei i de permeabilitatea magnetmediului n care se afl spira.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    13/28

    0eciproc dac se consider a doua parcurs de curentul curentul din prima spir este nul i1se poate defini inductivitatea muL1,a spirei 1 n raport cu spira ,*

    ,i

    i1,

    1,

    ,

    1 = =

    ) ",.,,,#

    n caul unor medii magnetice liniare) iotrope i omogene cele dou inductiviti mutuale satisafc con

    de reciprocitate*

    , ,,1 1,= ",.,,3#:aloarea comun a celor dou inductiviti mutuale se notea cu 5 6 L,16L1,.,1- flu+ul magnetic mutual sau util care) este produs de bobina 1) dar strbate i spirele bobinei ,>d1- flu+ul magnetic de dispersie al bobinei 1 fa de ,) care se nchide prin aer n 9urul bobinei 1

    strbate bobina ,.cestor flu+uri magnetice le corespund urmtoarele inductiviti*- inductivitatea proprie L11a bobinei 1*

    a# b# c#Fig. ,.23

    a# b#Fig. ,.2=

    Fig. ,.22 Fig. ,.28

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    14/28

    , 6

    i i11

    11 1

    1

    11

    1

    = =

    ",.,,=#

    - inductivitatea mutual L,1a bobinei , fa de bobina 1*

    , 6

    i i,1

    ,1 ,

    1

    ,1

    1

    = =

    ",.,,2#

    - inductivitatea de dispersie Ld1a bobinei 1 fa de bobina ,*

    , 6i i

    dd d

    11 1

    1

    1

    1

    = = ",.,,8#

    4nductivitile sunt parametri fiici globali ai circuitelor electrice care permit e+primarea flu+umagnetice n funcie de curenii care produc aceste flu+uri. n schemele electrice inductivitatea proprirepreint ca n figura ,.22.

    4nductivitatea mutual 5 dintre dou bobine cuplate magnetic se repreint ca n figura ,.28. &recisemnului inductivitii mutuale 5 n schemele electrice se face) uual) conform urmtoarei convenii* una dbornele fiecrei bobine "numit uneori ?nceput@ al nfurrii# se marchea cu un asterisc sau altfel.

    -

    1UB ===

    ensiunea ntre bornele D este*

    +++=++=

    n

    n()///

    Q#### 1

    ...11

    ...,1

    ,1

    1

    ,

    n

    / U 3 / U 3 / U 3

    - U 3 - U 3

    - U 33 D

    F i g . 1 . = =

    B 3 D

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    15/28

    apacitatea echivalent la legarea n serie a mai multor condensatoare va fi*

    =

    =++=n

    1J Jn,1s -

    1

    -

    1...

    -

    1

    -

    1

    -

    1 [ ]1F-

    1 =

    V elastana "inversul capacitii#

    sO minW1) ,)...)nX

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    16/28

    BD

    apacitatea echivalent a condensatoarelor la legarea n paralel va fi*

    D

    n,1

    D

    eB

    U...UU

    B

    U-

    +++== >

    =

    =+++=n

    1J

    Jn,1e --...---

    se vor lua n considerare doar n-1 dintreecuaii) n fiind numrul de noduri ale reelei

    pentru fiecare poriune nchis de circuit "2ucl) ochi# suma alge2ric a tensiunilor la 2ornelecon#ensatoarelor este egal cu suma alge2ric a tensiunilor electromotoare ale surselor #in acelcircuit3

    se alctuiete sistemul de ecuaii de reolvat) se va folosi relaia ' 6 B pentru a avea ca necunoscutenumai tensiunile sau numai sarcinile electrice

    se reolv sistemul de ecuaii

    1 , n

    U 1 U , U n

    - U 1 - U , - U n

    3

    D

    B 3 D

    F i g . 1 . = 2

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    17/28

    nodul 1) laturile 1) ,) 3 -'1/ ',/ '36 nodul ,) laturile 3) =) 2 -'3/ '=/ '26 nodul 3) laturile 1) ,) 8 '1V ', -'86 bucla 1) laturile 1) , B1/ B,6 (1/ (,bucla ,) laturile ,) 3) =) 8 -B,/ B3/ B=/ B86 -(,/(3/ (=/ (8bucla 3) laturile 3) 2 -B=/ B26 -(=V (2

    !e folosete relaia ' 6 B sau B 6 '7&2serva$ie* teorema a 44-a a lui %irchhoff se poate scrie i pentru bucle ce nu trec numai prin laturi) de e+emppentru bucla format din latura ,) (3) BD) 8ecuaia este -B,/ BD/ B86 -(,/ (3

    Starea electrocinetic. Tensiunea electromotoare

    (+periena arat c n anumite condiii corpurile conductoare se pot afla n stare electrocinetic.

    - efectul caloric- conductoarele parcurse de cureni se nclesc>- efectul chimic- la trecerea curenilor electrici prin soluii de acii) bae sau sruri n interiorul ace

    apar reacii chimice>- efectul luminos- apare n anumite condiii ca o consecin a efectului caloric "e+. filamentul unei lm

    incandescen# sau alteori apare independent ca n caul descrcrilor electrice n gae rarefiate>Bn e+emplu de apariie a strii electrocinetice este urmtorul* se consider un disc metalic de ra r"fig. 1.,# cpoate roti n 9urul a+ei sale

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    18/28

    tinde s-i readuc n ona central. La o turaie constant a discului fora centrifug .cf va fi echilibrat de fo

    electric . e i prin disc nu va e+ista curent electric de conducie. &utem spune c din acest punct de vedere ndisc e+ist un regim electrostatic ce se caracteriea prin relaia*

    =+ ecf .. "1.1#

    n timpul variaiei turaiei discului datorit necompensrii celor dou fore va apare o deplasare ordonasarcin ntre periferie i ona central) prin urmare va apare o stare electrocinetic n disc) ce se caracteriearelaia*

    + ecf .. "1.,#

    n e+perimentul descris fora centrifug este aceea care acionea asupra sarcinii electrice din disc. (ao for neelectric ce acionea asupra sarcinilor electrice i de aceea se mai numete for imprimat. 0apdintre fora neelectric "fora imprimat# i sarcina electric asupra creia acionea se numete intensitac%mp electric imprimat*

    iineel

    E7

    .

    7

    . == "1.3#

    mprind relaiile "1.1# i "1.,# la U se obine pentru regimul electrostatic*

    =+EEi "1.=#

    iar pentru regimul electrocinetic*

    +EEi "1.2#

    &rin definiie integrala de linie a sumei dintre intensitatea c$mpului electric imprimat i intensitatea c$mpelectric coulombian se numete tensiune electromotoarei se notea cu e sau ue*

    += /i sdEEe #" "1.1#

    ensiunea electromotoare este numeric egal cu lucrul mecanic efectuat de fora reultant pdeplasarea sarcinii electrice unitare pe conturul nchis *

    +== / i sd..77,

    e #"1

    "1.11#

    4ntegrala "1.1# poate fi descompus sub forma*

    =+=/ /

    ii

    /

    sdEsdEsdEe "1.1,#

    &rin urmare tensiunea electromotoare este egal cu integrala pe contur nchis a intensitii c$mpului ele

    Fig. 1.,

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    19/28

    imprimat) deoarece pentru c$mpul electric coulombian este valabil relaia =/

    sdE .1 !ursele de tens

    electromotoare se simboliea n circuitele electrice prin simbolurile din fig. 1.3.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    20/28

    g

    densitii curentului electric sunt* la linii electrice aeriene ; 6 , 1 7mm,) la aparate i maini electrice ; 6 ,7mm,.&entru caul curentului continuu repartiia densitii de curent n seciunea conductorului este uniform) iar dacseciunea este transversal se poate scrie i 6 ; GH.

    Cone0iunea serie -i *aralel a laturilor activeCone0iunea serie

    Fie o cone+iune serie de laturi active av$nd fiecare c$te o tensiune electromotoare i o reisten (1) 01)0,) ... ) (n) 0n. ensiunea la bornele cone+iunii este B iar curentul prin cone+iune are intensitatea 4

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    21/28

    Fie cone+iunea paralel de laturi active din figura de mai 9os.

    :om calcula tensiunea electromotoare (echi reistena 0echdin latura activ echivalent.

    plic$nd teorema 4 a lui %irchhoff cone+iunii paralel avem*4 6 41/ 4,/[/ 4n

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    22/28

    \

    &entru sursa de t.e.m. avem* &entru sursa de curent avem*B / ( 6 0ii B 6 4]7 Ai) 4 / 4]6 i

    B 6 " i V 4 # 7 A iB / 4 7 Ai6 "17Ai# i

    ompar$nd relaia final de la sursa de curent cu relaia de la sursa de t.e.m. se obine*( 6 4 7 Ai) 0i6 1 7 Ai

    0espectiv) datele sursei de curent c$nd este cunoscut sursa de t.e.m*4 6 ( Ai) Ai6 1 7 0i

    Circuitul electric sim*lu. Trans!er ma0im #e *utere

    :om considera un receptor "consumator) sarcin electric# av$nd reistena electric 0) care n generalpoate fi variabil) i o linie electric de reisten 0lprin intermediul creia receptorul este conectat la o sursav$nd tensiunea la borne B1.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    23/28

    5a+imul puterii furniate receptorului &,"4# se obine deriv$nd puterea n raport cu 4 i egal$nd derivatero*

    d"&,#7d4 6 ) adic* B1V , 014]6 de unde) valoarea 4]a curentului pentru care &,este ma+im este*

    1

    1_

    ,"

    #& = ) ceea ce nseamn c 01/ 0 6 , 01) adic 0 6 01

    &uterea furniat receptorului este ma+im atunci c$nd reistena receptorului este egal cu reistena li"reistena intern a sursei#.

    ceasta este condiia de trans!er ma0im #e *uterede la surs la receptor sau condiia de a#a*tare.n acest ca randamentul este* ` 6 2N.

    :om repreenta graficele de variaie ale mrimilor de mai sus n funcie de intensitatea curentului electric 4. ensiunea de alimentare de la captul liniei B1este constant) egal cu 1 n caul nostru) ensiunea la bornele receptorului B,scade liniar pe msur ce intensitatea curentului crete) de la B16

    la ) valoarea corespunde caului c$nd receptorul este n scurtcircuit ) 06) 4 6 4ma+6 4scc.6 1 n caunostru)

    derea de tensiune pe linie ^B "sau cderea de tensiune intern a sursei# crete liniar de la la B16 1valoarea de 1 corespunde caului c$nd 0 6 ) deci linia "sursa# este n scurtcircuit)

    &uterea furniat de surs &1crete liniar de la p$n la o valoare ma+im> valoarea ma+im a puterii

    furniate corespunde punctului de scurtcircuit) c$nd 0 6 ) deci ntreaga putere se pierde pe linie. &uterea furniat receptorului &,"4# varia ptratic cu 4) are un ma+im pentru 0 6 0l) adic pentru 4scc.7, 0andamentul de transfer al puterii scade liniar de la 1) adic 1N) la . n caul transferului ma+im de

    putere) 0 6 0l) randamentul este de numai 2N. cesta este acceptabil n caul curenilor slabi "electrodeoarece se urmrete obinerea unui transfer ma+im al semnalului de la un eta9 la altul) adic cele doueta9e s fie adaptate. n caul curenilor tari "alimentarea intreprinderilor# aceast situaie este completinacceptabil) randamentul de transport trebuie s fie de peste C2-CMN) iar c fie de peste C2-CMN) iar cma+im de tensiune admis pe linie nu trbuie s depeasc 2N.

    1,

    B1

    B 4" #

    B, 4" #

    1 4

    1 , 3 = 2 8 K M C 1

    1

    ,

    3

    =

    2

    8

    K

    M

    C

    1

    11

    1,

    Araficele de variatie pentru tensiuni

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    24/28

    1 13

    &1 4" #

    &, 4" #

    4" # 1

    & 4" #

    1 4

    1 , 3 = 2 8 K M C 1

    1

    ,

    3

    =

    2

    8

    K

    M

    C

    1

    :ariatia puterilor s i a randamentului

    Teorema generatorului ecivalent #e tensiune %T4venin'.

    onform teoremei generatorului echivalent de tensiune*urentul 4Ddebitat de o reea electric activ ) liniar) printr-o reisten 0) conectat ntre bornele

    este egal cu raportul dintre tensiunea BDdintre punctele i D la mers n gol "c$nd reistena 0 este ntrerupsuma dintre reistena 0 i reistena 0D a reelei electrice pasiviate.

    ()

    ()()

    ""

    #&

    +

    =

    eorema este util uneori pentru determinarea intensitii curentului electric ntr-o latur a unui circuit fa mai calcula intensitile curenilor electrici din celelalte laturi ale circuitului. ! considerm reeaua electric

    figur.

    0,01

    0

    3

    0=

    02

    08(

    1(

    ,

    (3

    (=

    (8

    41

    4,

    43

    4=

    42

    48 D

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    25/28

    Re propunem s aplicm teorema generatorului echivalent de tensiune pentru a calcula intensitateacurentului electric din reistena 03conectat ntre punctele i D. a atare* 0 6 03.

    &entru calculul lui BDvom considera reeaua cu reistena 03eliminat din circuit. n acest ca avem*

    43]

    6 4=]

    6 :alorile intensitilor curenilor electrici din laturile circuitului se pot calcula*

    ,1

    ,1_

    1

    _

    ,""

    EE&&

    ++

    == ) respectiv*82

    8_

    8

    _

    2""

    E&&

    +==

    plic$nd teorema a 44-a alui %irchhoff se poate calcula BD*

    ,=3

    _

    ,,

    _

    22 EEE&"&"#() =+

    ,1

    ,1,

    _

    22,=3""

    EE"&"EEE#() +

    ++=

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    26/28

    =

    :aloarea reistenei echivalente fa de i D este*

    82

    82=

    ,1

    ,1

    ""

    """

    ""

    """() +

    +++

    =

    posibilitate practic de determinare a lui 0Deste aceea de msurare cu ohmetrul a reistenei dup

    pasiviarea prealabil a reelei. nlocuind valorile calculate sau msurate se poate determina curentul 43.

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    27/28

    ircuitele electrice n care acionea numai c$te una din sursele electrice sunt cele de mai 9os*

    n circuitul de mai sus acionea doar sursa de t.e.m. (1care produce curenii 41]) 4,]) [)48].

    n circuitul de mai 9os acionea doar sursa (3care produce curenii 41@) 4,@) [48@.

    onform teoremei suprapunerii efectelor se poate scrie*416 41] V 41@4,6 4,@ / 4,@436 -43] /43@4=6 -4=] / 4=@

    0,

    01

    03

    0=

    02

    08(

    1

    (8

    41

    ] 4,]

    43

    ]

    4=

    ]

    42

    ]

    48

    ]

    D

    0,

    01

    03

    0=

    02

    08

    (3

    41

    ]] 4,]]

    43

    ]]

    4=

    ]]

    42]]

    48

    ]]

    D

  • 5/26/2018 9. Impedante Si Inductante

    28/28

    426 -42] / 42@486 -48] / 48@

    eorema este util n anumite analia unor anumite situaii sau atunci c$nd calcululcurenilor produi dc$te o surs este mai uor de efectuat.