Formule ELECTRICITATE

1 CURENTUL ELECTRIC Curentul electric reprezinta miscarea ordonata a sarcinilor electrice intr-un circuit electric. Intensitatea curentului electric: I = q/t , q = sarcina electrica (poate fi pozitiva sau negativa), [q]SI = 1 C (Coulomb), [I]SI = 1 A (Amper); electronul este cea mai mica sarcina electrica: e = 1,6·10-19C; q = ne ; n este nr. de electroni. Cel mai simplu circuit electric este alcatuit dintr-un generator electric, un consumator si conductori de legatura. E = U + u ; E = tensiunea electromotoare a generatorului; U = tensiunea la bornele generatorului/ circuitului ; u = tensiunea interna a generatorului. [E]SI = [U]SI = [u]SI = 1 V (Volt) 2. LEGEA LUI OHM Rezistenta electrica: R = ρl/S , unde ρ = rezistivitatea electrica, [ρ]SI = 1Ωm , l = lungimea conductorului, [l]SI = 1 m, S = sectiunea conductorului, [S]SI = 1 m2. Legea lui Ohm: a) pe intreg circuitul: I = E/(R + r) , b) pe o portiune de circuit: I = U/R sau I = u/r , [R]SI = [r]SI = 1 Ω (Ohm) c) E = U + u ; u = tensiunea interna a generatorului; r = rezistenta interna a generatorului. Dependenta de temperatura: ρ = ρ0(1 + αt0) , unde α = coeficient termic al rezistivitatii, [α]SI = 1grd-1 , t0 = temperatura in scara Celsius, ρ0 = rezistivitatea electrica la temperatura de 00 Celsius, rezulta: R = R0(1 + αt0) , R0 = rezistenta electrica la temperatura de 00 Celsius. 3. LEGILE LUI KIRCHHOFF Reteaua electrica este un circuit electric cu ramificatii. Reteaua electrica contine: a) nodul retelei – este punctul in care se intalnesc cel putin 3 conductori; b) ochiul retelei este un circuit simplu, fara ramificatii. Legea I Kirchhoff: ΣIi = 0 , definitie: intr-un nod de retea suma algebrica a intensitatilor curentilor electrici este egala cu zero. Conventia de semne: Intensitatea curentului care intra in nod are valoarea pozitiva, curentul care iese din nod are valoarea negativa. Legea a II-a Kirchhoff: ΣEi = ΣRjIj , definitie: Intr-un ochi de retea, suma algebrica a tensiunilor electromotoare este egala cu suma algedrica a produselor RI de pe fiecare latura a ochiului respectiv. Conventiile de semne: a) tensiunea electromotoare este pozitiva atunci cand sensul de parcurs al ochiului de retea o strabate de la borna negativa catre borna pozitiva si este negativa in sens contrar. b) produsul RI este pozitiv atunci cand intensitatea curentului are acelasi sens cu sensul de parcurs al ochiului retelei si produsul RI este negativ cand intensitatea curentului este in sens contrar/opus sensului de parcurs al ochiului retelei. 4. GRUPAREA REZISTOARELOR SI GENERATOARELOR ELECTRICE a) rezistoare in serie: Rs = ΣRi , unde i = numarul de rezistoare in serie b) rezistoare in paralel: 1/Rp = Σ1/Ri , unde i = numarul de rezistoare in paralel c) generatoare in serie: rs = Σri – rezulta: Is = ΣEi/(R + Σri) d) generatoare identice in paralel: 1/rp = Σ1/ri – rezulta: Ip = E/(R + rp) e) la gruparea generatoarelor diferite in paralel se utilizeaza legile lui Kirchhoff. 5. ENERGIA SI PUTEREA ELECTRICA Wt = W + wi , unde Wt = EIt , W = UIt = RI2t , wi = uIt = rI2t , [Wt]SI = [W]SI = [wi]SI = 1 J(Joule) Pt = P + Pi . unde Pt = EI , P = UI = RI2 , Pi = uI = rI2 , [Pt]SI = [P]SI = [Pi]SI = 1 W(Watt). Efectul termic (efectul Joule): Caldura Q = W = RI2t ; [Q]SI = 1 J (Joule) . Randamentul unui circuit electric simplu: η = R/(R+r) , η< 1, η este adimensional. Obs 1: Puterea transmisa de generatorul electric in circuit este maxima daca si numai daca R = r, adica rezistenta echivalenta a circuitului exterior este egala cu rezistenta interna a generatorului electric. Obs 2: 1KWh = 3,6·106J ; 1CP(cal putere) = 736 W (Watt).