Curentul electric este fenomenul fizic ce consta în miscarea ordonata a purtatorilor de sarcina electrica. Purtatorii de sarcina electrica in metale sunt electronii, in electroliti sunt ionii pozitivi si negativi si in semiconductoare sunt electroni si golurile pozitive. Intensitatea curentului electric este marimea fizica scalara care reprezinta cantitatea de sarcina electrica ce trece prin sectiunea transversala a unui conductor in unitatea de timp. I reprezinta numarul purtatorilor de sarcina electrica ce trec prin sectiunea transversala a unui conductor in unitatea de timp. I SI = 1A (Ampere).
Intensitatea curentului electric se masoara cu ampermetrul, care se leaga in serie in circuit. I = Q / t, I = N·e / t. Exista curent electric, miscarea ordonata a purtatorilor de sarcina electrica este determinata de actiunea fortei electrice exercitata de campul electric. Exista o relatie intre curent, tensiune si rezistenta prin Legea lui Ohm: I = U / R pentru o portiune de circuit, iar pentru intreg circuitul se poate exprima similitudinea: I = U / R_total.
Generatorul si tensiunea electromotoare
Generatorul electric este sistemul fizic ce produce si mentine diferenta de potential electric intre doua puncte. Acesta transforma o alta forma de energie in energie electrica. Tensiunea electromotoare E se afla la nivelul generatorului si reprezinta munca mecanica efectuata de campul electric pentru a deplasa unitatea de sarcina electrica prin intreg circuitul.
Tensiunea la bornele generatorului U reprezinta lucrul mecanic efectuat de campul electric pentru a deplasa unitatea de sarcina electrica prin circuitul exterior. Tensiunea interna u reprezinta lucrarea mecanica efectuata in interiorul generatorului. Se poate scrie: E = U + u. Tensiunea electrica se masoara cu voltmetrul, conectat in paralel cu portiunea de circuit la bornele careia se masoara.
Circuit electric si componentele sale
Circuitul electric este sistemul fizic format din generator electric, consumator si conductori de legatura. Orice portiune de circuit si orice consumator are o rezistenta electrica. Rezistorul este elementul de circuit caracterizat prin rezistenta electrica. Rezistenta R este marimea fizica scalara ce caracterizeaza proprietatea unei portiuni de circuit de a se opune trecerii curentului electric. Legea lui Ohm pentru o portiune de circuit, mentinuta la temperatura constanta, stabileste relatia I, U si R.
In particular, pentru intreg circuitul, intensitatea curentului este direct proportionala cu tensiunea electromotoare si dependenta poate fi analizata prin diferite configuratii cu mai multi consumatori. Rezistivitatea electrica depinde de temperatura conductorului: ρ = ρ0(1 + αt), unde ρ0 este rezistivitatea la 0 grade, iar α este coeficientul termic al rezistivitatii.
Aplicatii si exemple practice
O descarcare de curent mare, cum ar fi cea a unui fulger, poate fi aproximata prin intensitatea electrica foarte mare ce trece printr-un conductor. Un conductor de sectiune S poate suporta un curent maxim de 2 amperi in anumite conditii. Reprezentarea grafica a dependentei curentului de timp poate fi folosita pentru calcularea sarcinii electrice ce strabate un conductor.
Un dispozitiv electronic poate diminua lent lumina intr-o camera pe baza descresterii liniare a curentului de la 1 amper pana la zero, in interval de 12 secunde, ilustrand un model de grafice studenti. Ampermetrul masoara intensitatea curentului prin efectul sau; pentru masurare este necesar sa se consume energie pentru a invinge lucrul mecanic al fortelor electrice.
Probleme si notiuni teoretice
- Ampermetrul este aparatul electric care masoara intensitatea curentului prin efectele sale.
- Generatorul electric este caracterizat de tensiunea electromotoare E necesara pentru a produce lucrul mecanic in deplasarea sarcinilor electrice pe intreg circuitul.
- Măsurarea tensiunilor se face cu voltmetrul conectat in paralel cu elementul de circuit.
- Considerand un circuit electric format din mai multi consumatori si un generator electric, intre punctele A si B potentialul electric scade pe masura ce curentul circula de la A catre B. U = R·I.
- Constanta de proportionalitate dintre caderea de tensiune si intensitatea curentului se numeste Rezistenta electrica, notata cu R. Rezistivitatea depinde de temperatura: ρ = ρ0(1+αt).
Probleme tipice si exercitii inspirate din manuale scolare
In contextul unui circuit cu sursa si consumatori, curentul poate fi proportional cu tensiunea electromotoare, iar intensitatea poate fi utilizata pentru a determina sarcina electrica ce traverseaza un conductor. Un exemplu mentionat in literatura scolara este ca un bec alimentat de baterie este o situatie de baza, cu o crestere a curentului si a disiparii energiei in rezistente. De asemenea, este subliniata legatura dintre sarcina transportata si timp, precum si cum diferentele de potential influenteaza fluxul de charge prin circuit.
Legea lui Ohm explicată - Teoria circuitelor de bază
Este utila si o reprezentare grafica a relatiei dintre curent si timp pentru calcularea sarcinii electrice si a rolului ampermetrului in masurarea I. In multimea notiunilor, amper, ampermetru, coulomb, sarcina electrica, grafic intensitate-timp, semnificatia fizica a graficului sunt elemente de baza pentru rezolvarea problemelor de fizica din clasa a X-a.
Tabel cu valori uzuale
| Marime | Simbol | Unitate | |
|---|---|---|---|
| Intensitatea curentului | I | A | direct proportionala cu tensiunea electromotoare |
| Tensiunea electromotoare | E | V | munca pe sarcina in circuit |
| Tensiunea la borne | U | V | din exterior |
| Rezistenta | R | Ω | opune trecerea curentului |
tags: #intensitatea #curentului #care #trece #prin #fir
Postări populare:
- Diagnosticul și tratamentul tumorilor ginecologice
- Sfaturi practice pentru călătorii în timpul sarcinii
- Ghid privind alegerea arcadei pentru bebeluși și utilizarea atentă pentru dezvoltare
- Cățele de brânză în piure de cartofi pentru bebeluși de 8 luni
- Ghid cuprins pentru recunoașterea testului de paternitate efectuat în exterior, în România