Electrocinetica

1
Electrocinetica

• Preda Bogdan
• clasa 10 S2

2
Intensitatea curentului electric

• Intensitatea curentului electric, numita si
  intensitate electrica este o marime fizica
  scalara ce caracterizeaza curentul electric si
  masoara sarcina electrica ce traverseaza
  sectiunea unui conductor în unitatea de timp.
• Unitatea de masura în Sistemul International
  este amperul (A), si este egal cu intensitatea
  curentului electric care trece prin doi
  conductori identici expusi in vid intre care
  exista o forta de 210-7 N.

3
Tensiune electrica

• Tensiunea electrica între doua puncte ale unui
  circuit electric este diferenta de potential
  între cele doua puncte si este proportionala cu
  energia necesara deplasarii de la un punct la
  celalalt a unei sarcini electrice.
• Tensiunea electromotoare reprezinta marimea
  fizica scalara egala cu raportul dintre lucrul
  total efectuat de câmpul electric pentru a
  transporta sarcina electrica pe întregul circuit
  si marimea sarcinii electrice.

4
Rezistenta electrica

• Rezistenta electrica se masoara in ohmi. Cuprul
  este des folosit ca material conductor, deoarece
  este un conductor bun si are o rezistenta mica.
  Argintul este un conductor si mai bun, dar
  utilizarea sa pe scara larga ar fi prea scumpa.
  In anumite circuite insa, se insereaza special
  dispozitive electrice cu rezistenta mare pentru a
  reduce curentul in unele parti ale circuitului.

5
Legile lui Ohm
6
Legea lui Ohm pe o portiune de circuit

• Intensitatea curentului electric, care trece
  printr-o portiune de circuit, este direct
  proportionalã cu tensiunea aplicatã la capetele
  portiunii de circuit si invers proportionalã cu
  rezistenta acelei portiuni de circuit.
• I intensitatea curentului este exprimatã in
  amperi
• U tensiunea este exprimatã in volti
• R rezistenta este exprimatã in ohmi.

7
LEGEA LUI OHM PENTRU UN CIRCUIT ÎNTREG

• Intensintatea curentului electric , pe întregul
  circuit, este direct proportionalã cu
  intensitatea electromotoare si invers
  proportionalã cu rezistenta întregului
  circuit. EI RI r
• I-intensiteatea curentului exprimatã în amperi
• E-tensiunea electromotoare (tensiunea electricã
  dea lungul întregului circuit exprimatã în
  volti)
• R-rezistenta circuitului exteriorexprimatã în
  ohmi
• r-rezistenta circuitului interiorexprinatã în
  ohmi
• R r -rezistenta întregului circuit
  exprimatã în ohmi.

8
Legile lui Kirhhoff
9
Legea 1

•  Prima teorema ( lege ) a lui Kirchhoff se refera
  la un nod si se poate enunta in felul
  urmatorSuma algebrica a intensitatilor
  curentlor din laturile care se ramifica dintr-un
  nod al unui circuit este egala cu 0.Un nod este
  punctul unui circuit in care sunt interconectate
  cel putin trei elemente de circuit.Latura unui
  circuit reprezinta o portiune de circuit care
  este cuprinsa intre doua noduri,nu cuprinde nici
  un nod interior si este parcursa de acelasi
  curent.O conventie adoptata in formularea legii
  conservari sarcinii spune ca intensitatile
  curentilor care pleaca dintr-un nod se iau cu
  semnul ,iar cele care intra in nod cu semnul -.

10
Legea 1

• I1I2-I30Ex Se da I1 2A I2 3A si I3 6A
  sa se determine I4
• Se alege pentru I4 un sens arbitrar ca in figura
  de mai jos si obtinemI1 I2 - I3 I4 0gt
  I4 I3 - I2 - I1 6 - 3 - 2 1A gtSensul
  pentru I4 coincide cu sensul ales.

11
Legea 2

• A doua teorema ( lege ) a lui Kirchhoff face
  referinta la un ochi de circuit si suna in felul
  urmatorSuma algebrica a tensiunilor la bornele
  laturilor ce alcatuiesc un ochi este egala cu 0
  suma algebrica tensiunilor electromotoare ale
  surselor din laturile unui ochi de retea este
  egala cu suma algebrica a caderilor de tensiune
  pe rezistoarele laturilor.
• Un ochi de circuit reprezinta o portiune de
  circuit care este formata din cel putin doua
  laturi care formeaza o linie ploigonala inchisa
  si la parcurgerea caeia se trece prin fiecare nod
  o singura data.

12
Legea 2

• U1 E1 R1I1U2 E2 R2I2U3 E3 R3I3U4
  E4 R4I4U1 - U2 U3 U4 0E1 - E2 - E3 - E4
  R1I1 - R2I2 R3I3 R4I4

13
Efectele curentului electric
14
Efectul termic

• Efectul termic (denumit si efect Joule-Lenz) este
  reprezentat de disiparea caldurii într-un
  conductor traversat de un curent electric.
  Aceasta se datoreaza interactiunii particulelor
  curentului (de regula electroni) cu atomii
  conductorului, interactiuni prin care primele le
  cedeaza ultimilor din energia lor cinetica,
  contribuind la marirea agitatiei termice în masa
  conductorului

15
Efectul termic

• Aplicatii industriale
• Produsele folosite la încalzirea
  industriala, precum si pentru uzul casnic,
  functioneaza pe baza efectului Joule-Lenz.
  Elementul de circuit comun în constructia acestor
  produse este un rezistor (sau mai multe, grupate
  adecvat) în care se dezvolta efectul Joule al
  curentului electric. Rezistorul sau (elementul
  rezistiv care disipa caldura) este realizat din
  nicrom, feronicrom, fecral, kanthal, cromal s.a.

16
Efectul termic

• Aceste materiale sunt rezistente la temperaturi
  mari, au rezistivitate electrica ridicata si un
  coeficient mare de temperatura al rezistivitatii.
• Efectul termic al curentului electric are
  multiple aplicatii industriale cuptoarele
  încalzite electric, taierea metalelor, sudarea cu
  arc electric etc.

17
Efectul magnetic

• Este reprezentat de aparitia unei tensiuni
  electromotoare de inductie (descrisa cantitativ
  de legea inductiei electromagnetice Faraday)
  într-un conductor supus actiunii unui câmp
  magnetic.

18
Efectul electrochimic

• Electroliza
• Electroliza este procesul de orientare si
  separare a ionilor unui electrolit cu ajutorul
  curentului electric continuu.
• Electroliza unei solutii de clorura de cupru în
  electrolit datorita disocierii sunt prezenti ioni
  de Cu2 si ioni de 2Cl. Dupa mai multe minute de
  functionare catodul capata o culoare rosiatica si
  se degaja un miros întepator. Catozii cântaresc
  mai mult decât initial si daca m1, m2, m3, m4
  sunt masele finale ale acestora m1ltm2ltm3ltm4.
  Ionii de Cu2 sunt atrasi de catod care le
  cedeaza electroni, sunt neutralizati si se depun
  pe acesta.

19
Efectul electrochimic

• Ionii de 2Cl cedeaza electroni anodului atomii
  neutri de clor, sub forma de molecule de gaz se
  dizolva partial în apa este caracteristic
  mirosul întepator.
• Neutralizarea electrica a ionilor este însotita
  de reactii chimice specifice care transforma
  calitativ suprafata electrozilor.
• Reactiile chimice de la electrozi duc la
  fenomenul de ionizare electrolitica a acestora.
  Comparând m3 si m4, deducem ca masa de cupru
  depusa pe catod, mt. Comparând m1, m2, m3, m4,
  deducem ca mI.

20
Efectul electrochimic

• Aplicatii industriale
• Electroliza este utilizata pentru obtinerea
  metalelor pure (Cu, Ag, Al, Zn, Pt) în
  galvanoplastie, galvanostegie.
• Obtinerea metalelor pure prin rafinare se
  realizeaza prin electroliza cu anod solubil unde
  metalul este transferat de pe anodul impur pe
  catodul realizat sub forma unei lame sau a unui
  fir foarte pur. Aluminiul pur se obtine din praf
  de alumina (Al2O3), care se topeste într-o cuva
  cu pereti din grafit, acesta constituind catodul.
  Anodul este un electrod din grafit. În urma
  electrolizei ionii de Al3 se depun pe peretii
  cuvei.

21
Efectul electrochimic

• Prin electroliza se obtine si cuprul
  electrotehnic de mare puritate.
• Galvanoplastia consta în depunerea unor straturi
  metalice subtiri pe obiecte metalice în scop de
  protectie sau decorativ (nichelare, cromare,
  argintare, aurire etc.)