ELECTROTEHNICA

BIBLIOGRAFIE 1. VINȚAN MARIA - Note de curs

2. POPA MIRCEA, VINŢAN MARIA, Electrotehnică. Îndrumar de laborator, Editura Universităţii “Lucian Blaga” din Sibiu, ISBN

9736512053, 2001, cota 45.815

3. ȘORA Constantin, Bazele Electrotehnicii, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982, cota 23.916

4. RADULET REMUS, Bazele Electrotehnicii. Probleme. VOL. I, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1981

5. RADULET REMUS, Bazele Electrotehnicii. Probleme. VOL. II, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1981

6. PREDA Marius, Bazele Electrotehnicii. Circuite electrice. vol. II, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980, cota 18.936

7. PREDA Marius, Bazele Electrotehnicii. Probleme, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1980, cota 17.931

8. EDWARD M. Purcell, Cursul de fizica Berkeley. Vol. 2, Electricitate si magnetism, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti,

1982, cota 53/C95

9. Rosca Petru s.a. - Electrotehnica, masurari si masini electrice, curs, vol. 1, Electrotehnica, cota 27.756

10.Rosca Petru s.a. - Electrotehnica, masurari electrice si masini electrice. Culegere de probleme, cota 25.092

11.Tony R. Kuphaldt - Lessons in Electric Circuits - http://www.ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/

INTRODUCERE

ELECTROTEHNICA STUDIAZA FENOMENELE ELECTRICE SI MAGNETICE DIN PUNCT DE VEDERE AL APLICATIILOR TEHNICE.

Cuprinde doua mari grupuri de probleme:

TEORIA CAMPULUI ELECTROMAGNETIC

TEORIA SI CALCULUL CIRCUITELOR ELETRICE

I. NOTIUNI FUNDAMENTALE IN ELECTROTEHNICA

✴ SARCINA

✴ CURENT ELECTRIC

✴ TENSIUNE

✴ PUTERE SI ENERGIE

- - -

- -

- - -

- -

- - - -

- -

- - - -

- -

- -

Miscarea electronilor

Sensul conventional

Sens conventional al curentului

• Electronii au sarcina negativa

Curentul reprezinta miscarea ordonata a purtatorilor de sarcina:

1 Amper = 1 Coulomb/sec

STAREA ELECTROCINETICA. CURENTUL ELECTRIC

STAREA ELECTROCINETICA

Cand NU CIRCULA CURENT?

+++

Plastic (izolator)

Curentul nu circula prin materiale izolante

Nu trece curent

Curentul poate fi: continuu sau alternativ

CC = Curent continuu – circula intr-o singura directie; exemplu: Bateria

CA = Curent alternativ sinusoidal

+

U

I A

B

Tensiune electrica Tensiunea electrica, sau diferenta de potential intre doua puncte A si B, repr.

lucrul mecanic efectuat pt. a deplasa unitatea de sarcina pozitiva din punctul B in

punctul A.

q

LVVU BAAB

1 volt= 1 joule/coulomb= 1 newton metru/ coulomb

PUTEREA ELECTRICA

Pentru circuitele electrice: puterea electrica este

produsul dintre tensiune si curent (lucrul mecanic

efectuat in unitatea de timp):

P =U*I

Puterea se conservă, adică, într-un circuit,

puterea generată este egală cu puterea consumată.

Puterea măsoară cât de rapid a fost efectuată o cantitate standard de lucru mecanic.

•ELEMENTE DE CIRCUIT :

•PASIVE

•ACTIVE

CIRCUITE ELECTRICE

Bobina Condensator

Rezistorul

ELEMENTE DE CIRCUIT

REZISTORUL. LEGEA LUI OHM

U =R I U

I

C = A d

= Permitivitatea dielectricului

d = distanta dintre armaturi

A = aria unei armaturi

Condensatorul plan

U

qC

CONDENSATORUL

q

q

i

+

_

v N

Nφ

iL

Energia inmagazinata in bobina: 2

21 LIE

BOBINA

Bobina este elementul de circuit realizat sub forma unei înfăşurări de material conductor (spire),

destinate a avea o anumita inductivitate.

Inductivitatea L a bobinei este definita ca raportul dintre fluxul magnetic total al bobinei si curentul

care parcurge bobina;

Inductivitatea se masoara in Henry [H]

N- reprezinta numarul de spire;

SURSE DE ENERGIE INDEPENDENTE

(ELEMENTE DE CIRCUIT ACTIVE)

SURSE IDEALE SURSE REALE

DE TENSIUNE DE CURENT

SURSE DE ENERGIE DEPENDENTE

(COMANDATE)

SURSA DE TENSIUNE

COMANDATA IN CURENT

SAU

IN TENSIUNE

SURSA DE CURENT

COMANDATA IN TENSIUNE

SAU

IN CURENT

TEORIA SI CALCULUL CIRCUITELOR

ELECTRICE

Group of nodes connected only by wires Nod

Nod

Un circuit cu 2 noduri si 3 laturi

II. Circuite de curent continuu (c.c.)

• Nod de circuit

• Latura de circuit

• Ochi de circuit

• Curentul circula in laturile circuitului.

• Directia curentului este indicata de sageti.

+ _

Suma curentilor care intra intr-un nod de circuit este egala cu

suma curentilor care ies din acel nod de circuit.

I2 I3

nod

I1 intra in nod

I2 iese din nod

I3 iese din nod

I1 = I2 + I3

I1

+

-

Teorema I a lui Kirchhoff

Suma algebrica a t.e.m. de-a lungul unui ochi de circuit este egala cu suma

algebrica a caderilor de tensiune de-a lungul aceluiasi ochi de circuit.

Sau: De-a lungul unui ochi de circuit, suma algebrica a caderilor de

tensiune este egala cu zero.

U1= U2 + U3

U1= U2 + U4

U3= U4

–U1 + U2 + U3 = 0

E= U2 + U3 sau:

Teorema a II-a a lui Kirchhoff

Ce valoare are E ? Dar U4 ?

E= 3.1 V + 6.8 V

E _ +

+ 3.1V – +

6.8 V

–

Exemplu: Teorema a II-a a lui Kirchhoff:

+

U4

_

U4 = 6.8 V

Legarea in serie a rezistoarelor

m

k

ks RR1

Legarea in paralel a rezistoarelor

m

k kp RR 1

11

Divizorul de tensiune

Divizorul de curent

Divizoare rezisitive

Transfigurare stea-triunghi si triunghi-stea

Metoda superpozitiei

Legarea in serie si in paralel a bateriilor

p

m

k k

k

p

R

R

E

E1

1

m

k kp RR 1

11

m

k

ks EE1

m

k

ks RR1

Metoda potentialelor la noduri

Teoremele generatoarelor

echivalente (Thevenin si Norton)

III. CIRCUITE IN REGIM VARIABIL

III. CIRCUITE IN REGIM VARIABIL

Ecuatia diferentiala va fi:

Se observa ca ecuatia diferentiala este omogena, deci solutia este egala cu componenta libera.

IV. Surse de tensiune

CENTRALA ELECTRICA

Curentul alternativ este foarte utilizat, atât în industrie, cât şi în

consumul casnic, deoarece poate fi produs, transmis şi utilizat în

condiţii mult mai avantajoase decât curentul continuu.

IV. CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZAT

Producerea t.e.m. trifazate in

CE se realizeaza cu ajutorul

generatoarelor sincrone.

IV. CIRCUITE DE CURENT ALTERNATIV MONOFAZAT

La baza producerii t.e.m.

alternative stă fenomenul de

inducţie electromagnetică.

FRECVENTA

PERIOADA

AMPLITUDINEA, SAU VALOAREA MAXIMA

VALOAREA EFECTIVA

MARIMI SINUSOIDALE

Faza initiala a unei marimi sinusoidale

Marimi sinusoidale defazate

REZISTOR

u(t) = Ri(t)

CONDENSATORUL

dt

tduC

dt

dqti

)()(

v(t) + + + + + + + + + + + + +q

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ q

i(t)

U

qC

BOBINA

dt

tdiL

dt

dtu

)()(

REZISTOR

BOBINA

CONDENSATORUL

Puteri in regim sinusoidal

)()()( titutp

In regim sinusoidal, puterea furnizată - numită putere instantanee

p(t) - este egală cu produsul valorilor instantanee ale tensiunii şi

curentului, fiind exprimată prin relaţia:

Daca u(t) si i(t) sunt exprimate sub forma:

Atunci puterea instantanee va fi:

Puteri in regim sinusoidal

Puterea instantanee p(t) este o mărime variabilă timp.

Puterea activă caracterizează procesul de transformare ireversibilă a energie electrice în altă

formă de energie: în căldură, în lucru mecanic, etc. Puterea activă este măsurată în W (watt).

Al doilea termen, este o componentă fluctuantă.

Primul termen, este componenta continuă a puterii instantanee şi reprezintă valoarea medie a

puterii instantanee, numita putere activă - o mărime independentă de timp:

Puteri in regim sinusoidal

Circuit pur rezistiv

Circuit pur reactiv

Puteri in regim sinusoidal

În cazul unui circuit pur reactiv, care conţine fie doar un condensator ideal, fie doar o bobina ideala,

curentul este în cvadratură cu tensiunea.

In acest caz procesul energetic constă numai din oscilaţii de energie între sursa de energie şi

circuit şi nu există transformare ireversibilă de energie electromagnetică în alte forme de

energie.

Circuit pur reactiv - bobina

Circuit pur reactiv - condensator

Circuit cu rezistor şi element de circuit reactiv

Puterea pozitivă reprezintă puterea furnizată de sursă receptorului, iar puterea negativă

reprezintă puterea cedată înapoi sursei de către circuit.

Caracterizarea in complex a marimilor sinusoidale

t

i V

R

0

x ..,0r1

nr1

0 2 4 61

0

1

f( )x

x

x ..,0r1

nr1

0 2 4 61

0

1

f( )x

x

:

REGIM TRANZITORIU

TRANSFORMATA LAPLACE Studiul regimului tranzitoriu are ca scop determinarea formelor de variație în timp a curenților și

tensiunilor în intervalul de timp în care are loc trecerea de la un regim permanent la alt regim

permanent.

REGIM NESINUSOIDAL