A. CURENTUL ELECTRIC STAȚIONAR

Transcript

1 A. CNTL LCTC STAȚONA. tetatea cuetulu electc Cuetul electc eeztă o mșcae odoată a utătolo de acă electcă lbe, ub acțuea uu câm electc. Putăto de acă electcă lbe ut:. electo, î cazul coductolo metalc;. electo ș golule, î cazul emcoductolo;. o oztv ș egatv î cazul electolțlo. Mșcaea odoată a utătolo de acă electcă lbe, ît-u coducto, ub acțuea uu câm electc u ete o mlă mșcae ectle, e decța câmulu. Aceată mșcae ete mult ma comlexă deoaece utăto de acă lbe ut ateaț de agtața temcă, a căe tetate dede de temeatuă. De aemeea utăto de acă vo ufe coc elatce, abolut îtâmlătoae, atât îte e, cât ș cu utăto mobl de acă, o ețele ctale, ufed acceleă, fâă ș deve de la taectoa mmată de câmul electc. Număul electolo lbe ete foate mae, a comotaea lo, î abeța uu câm electc, e aeamăă cu moleculele uu gaz. D acet motv aamblul de electo eeztă, d uct de vedee matematc, u aamblu tattc ș ete umt gaz electoc. Așa cum ștm, mămle fzce cae caactezează aamblule tattce ut măm tattce ș ut guveate de leg tattce. D acet motv u vom ma utea vob dee vteza uu aumt electo, c dee vteza mede a mșcă odoate a tutuo utătolo de acă d coducto. Aceată vteză mede e umește vteză de dft, au vteză de ateae, otată vd. Vteza de dft ae o valoae foate mcă. De exemlu: etu u cuet = A, t-u coducto de cuu cu ecțuea S = mm vteza de dft ete vd =,6mm/. Totuș, cuetul electc e tamte cu vteză foate mae, vteza lum, deoaece coducto e oagă câmul electc. D acet motv, coducto e ma umec ș ghdu de câm electc. Mșcaea odoată a utătolo de acă electcă lbe, ub acțuea uu câm electc ete caactezată de o măme fzcă calaă umtă tetatea cuetulu electc, otată : Q () t P defțe, tetatea cuetulu ete umec egală cu aotul dte aca electcă ΔQ cae tăbate ecțuea taveală a uu coducto ș tevalul de tm Δt. Î cazul cuetulu cotuu (au tațoa): Q Q au ( ) t t tatea de măuă etu tetatea cuetulu ete: [] S. = A, ameul. Atețue: d el. () u e deduce defța ameulu! Ameul ete utate de măuă fudametală î Stemul teațoal. OBSVAȚ. Delaaea ac electce îte două ucte ale uu coducto e face uma dacă îte cele două ucte ale coductoulu extă o dfeeță de otețal ș aume îte uctul cu otețal ma mae ș uctul cu otețal ma mc, Fg.. (Tot așa cum moleculele de aă cug îte o egue î cae eega lo otețală ete mae căte o egue î cae eega lo otețală ete mcă, au cuetul de ae e delaează îte o zoă î cae euea ete mae e o zoă î cae euea ete mcă.). fectele cuetulu electc. Câd cuetul electc, câd tece t-u coducto, oduce u efect. fectele cuetulu electc ut:. fectul temc cotă î îcălzea coductoulu atuc câd aceta ete tăbătut de cuet.. fectul chmc cotă î deueea la catod a ue cattăț de ubtață.. fectul magetc cotă î aața uu câm magetc î juul uu coducto tăbătut de cuet.

2 Da cugeea de acă electcă e oduce âă câd otețalele celo două ucte, A ș B e egalează, VA=VB. D acet momet coducto u ma tece cuet ș c efecte u e ma oduc.. Ccut electc. Ccutul electc ete u aamblu fomat d uul au ma mulț coumato, ue de eege electcă ș coducto electc de legătuă, Fg.. Ccutul electc ete alcătut d două ăț:. Ccutul exteo, de la boa + la boa coumatoul.. Ccutul teo, au ccutul batee, de la boa a batee, la boa +. D acete afmaț deducem eul covețoal al cuetulu: - de la boa + la boa ccutul exteo ș - de la boa la boa + batee. lemetele ccutulu ut ezetate î Fg. : a) u coumato oaecae, u aaat cae etu a fucțoa foloește eege electcă. b) dfete ue de eege electcă. Obevaț că eul ăgeț dcă eul cuetulu uă, de la + la. c) u îteuăto. Coducto electc ut eezetaț l, de obce l dete. 4. Sue de eege electcă. Suele de eege electcă ut teme de cou oectate ș cotute etu a covet aumte fome de eege î eege electcă. Aceată covee eegetcă e oduce ca umae a uo ocee fzco-chmce cae au loc î teoul ue ș î cofomtate cu cul al -lea al temodamc. Adcă tafomaea ue fome de eege î alta e face cu aumte ede, dec cu u aumt adamet, η <. Duă felul eege tafomată î eege electcă uele de eege electcă ot f: elemete galvace tafomă eega chmcă î eege electcă; damule tafomă eega mecacă î eege electcă; temoelemetele tafomă eega temcă î eege electcă; fotoelemetele tafomă eega lumoaă î eege electcă; olul ue ue de eege electcă, ît-u ccut electc, ete de a mețe o dfeeță de otețal la caetele A ș B ale coumatoulu, atfel îcât coumato ă teacă, î mod cotuu, u cuet electc. 5. Legle ccutulu electc. 5.. Teuea electcă. Teuea electomotoae, t.e.m. Petu a mețe emaet o dfeeță de otețal la caetele A ș B ale coumatoulu, adcă etu a mețe emaet u cuet coumato, ua efectuează u lucu mecac aua ac taotate ccut, Fg.. Fe L lucul mecac ecea taotulu ac ccutul exteo. Fe L lucul mecac ecea taotulu ac batee. Ș L lucul mecac total, ecea taotulu ac îteg ccutul. Da lucul mecac ae oetatea de adtvtate ș dec: L L L () L L L Îmățm aceată elațe la Q: () Q Q Q L Î cotuae vom face otațle: - cădeea de teue e ccutul exteo au, teuea Q L electcă, u L - cădeea de teue e batee, a - teuea electomotoae. Q Q

3 cu acete otaț, el. () e va ce: = + u (4) tatea de măuă î S.. etu teuea electcă au cădeea de teue ș teuea electomotoae ete voltul: [,, u] S.. = V. Teuea electcă au cădeea de teue ș teuea electomotoae e măoaă cu aaatul umt voltmetu. tetatea cuetulu e măoaă cu aaatul umt amemetu. Voltmetul e motează, totdeaua î aalel cu coumatoul, a amemetul e motează î ee cu coumatoul, Fg. 4. Teuea electcă au cădeea de teue, teuea electomotoae ș tetatea cuetulu electc ut măm calae. 5.. Legle lu Ohm. Să codeăm ccutul d Fg. 4. Măuâd cădeea de teue e coumato ș tetatea cuetulu ccut, etu valo dfete ale teu electomotoae, G. S. Ohm a decoet că îte cădeea de teue e coumato, ș tetatea cuetulu,, cae-l tăbate extă o elațe de ooțoaltate. Cotata de ooțoaltate a fot otată cu ș a fot umtă ezteță electcă. elața: = (5) eeztă legea lu Ohm etu o oțue de ccut, ccutul exteo: Teuea electcă e u coumato ete egală cu oduul dte tetatea cuetulu cae tăbate coumatoul ș ezteța electcă a coumatoulu. O elațe aemăătoae e oate ce ș etu a doua oțue de ccut, ccutul teo: u = (5 ) Dacă îlocum el. (5) ș (5 ) î el. (4) obțem legea lu Ohm etu îteg ccutul: = ( + ) (6) Teuea electomotoae alcată uu ccut de cuet cotuu ete egală cu oduul dte tetatea cuetulu cae tăbate ccutul ș ezteța electcă totală a ccutulu. ezteța electcă. eztvtatea. D el. (5) utem deduce utatea de măuă etu ezteța electcă: V S.. Ω, (ohm) (7) A Petu coducto metalc, ezteța electcă dede de geometa coumatoulu cofom l elațe: ρ (8) S de l ete lugmea coductoulu, S ete ecțuea lu, a ρ e umește eztvtate electcă ș ete o cotată de mateal. eztvtatea electcă dede de temeatuă cofom elațe: ρ = ρ ( + α t) (9) de ρ eeztă eztvtatea coductoulu la t = C, a α e umește coefcetul temc al eztvtăț ș ete o cotată de mateal. tatea de măuă etu ρ ete: [ρ] S.. = Ω m veul eztvtăț e otează cu σ ș e umește coductvtate: σ (9 ) ρ evdet: [σ] S.. = Ω m 5... egmu de fucțoae. Să codeăm ccutul electc d Fg., ude teuea electomotoae a ue ete, a ezteța teă, a ezteța ccutulu exteo, [, ). a) Fucțoae î acă,. Cofom leg lu Ohm: () a cădeea de teue, e coumatoul, ete =, au ()

4 Petu [, ), [, ), a, () Î cazul ccutulu electc d Fg., teuea electcă îte uctele A ș B, AB e umește teue la boe. De aemeea, modfcaea valo eztețe detemă modfcă ale valolo atât ale cuetulu cât ș ale teu. b) Fucțoaea î cutccut. Dacă ezteța ccutulu exteo deve ulă, =, tetatea cuetulu ccut deve maxmă: c. max. () Pactc, cutccutul e ealzează ud boele geeatoulu cu u coducto electc a cău ezteță ete egljablă, comaatv cu ezteța teă a geeatoulu. c) Fucțoaea î gol. Dacă ccutul e îteue (ccut dech), ezteța e codeă ftă:, a tetatea cuetulu deve zeo, =. D legea lu Ohm etu îteg ccutul, el. (6): = (4) ș ezultă AB = =. 5.. Legle lu Kchhoff. Î cele ma multe cazu, ccutele electce coț u umă mae de elemete, ceea ce mlcă u umă mae de amfcaț. ccut cu cel uț două amfcaț e umește ețea electcă, Fg. 5. Î Tabelul, am ezetat elemetele caactetce ue ețele electce. Tabelul. lemet Defțe xemle Nod Locul ude e îtâlec cel uț A, B, C, D te cueț. Se otează cu ltee ma. Latuă, Poțuea cuă îte două AB, BC, au odu. Se otează cu u gu de BD amuă ltee ma. Och, au buclă OBSVAȚ. Dacă îte două odu u ut coectate elemete de ccut, cele două odu ot f codeate uul gu. De exemlu, odule B ș C e vo codea u gu od, etu ochul. Îate de a ce legle lu Kchhoff tebue ă tablm:. Polatatea uelo de teue electomotoae.. Seul cuețlo fecae latuă, avâd î vedee ș eul covețoal al cuetulu.. e de acugee a ccutulu. Acet e ete ale abta ș î coecță îl vom alege atfel îcât ă cocdă cu eul cât ma multo cueț d latule ochulu, Fg. 5. Legea a lu Kchhoff, e efeă la u od de ețea: Suma algebcă a tetăț cuețlo electc cae e îtâlec ît-u od de ețea ete egală cu zeo. (5) De exemlu, etu odul B ș avâd î vedee aceată coveța etu odul de ețea, legea a lu Kchhoff, e ce: 4 =, ceea ce, d uct de vedee matematc e ma oate ce ș: = + 4, Fg te acuă de acelaș cuet. Cotuul olgoal îch, măgt de latule ețele. Ît-u och, fecae latuă ete acuă o guă dată. Se otează cu cfe omae.,, CONVNȚ PNT NODL D ȚA: Cueț cae tă î odul de ețea ut oztv, a ce cae e d odul de ețea ut egatv.

5 Obevaț că legea a lu Kchhoff e ma oate euța ș: uma cuețlo cae tă ît-u od de ețea tebue ă fe egală cu uma cuețlo cae e d od. OBSVAȚ:. Legea a lu Kchhoff exmă legea ma geeală a atu: legea coevă ac.. Dacă ețeaua ae odu, legea a lu Kchhoff e oate ce de o. Legea a -a a lu Kchhoff, e efeă la u och de ețea: Suma algebcă a teulo electomotoae dt-u och de ețea ete egală cu uma algebcă cădelo de teue e latule ochulu: m j j j (6) CONVNȚ PNT OCHL D ȚA:. Valoaea tetăț cuetulu t-o latuă ete oztvă, dacă eul cuetulu acea latuă cocde cu eul abta ale. Î caz cota valoaea tetăț cuetulu ete egatvă.. Valoaea teu electomotoae a ue ue ete oztvă dacă eul e dect de acugee a cuetulu cocde cu eul abta ale. Î caz cota valoaea teu electomotoae ete egatvă. De exemlu, etu ochul ș avâd î vedee covețle etu ochul de ețea, legea a -a a lu Kchhoff e ce: = + +, au, etu ochul, = + 4 4, Fg. 5. OBSVAȚ:. Legea a -a a lu Kchhoff exmă legea ma geeală a atu: legea coevă eege.. Număul uelo de teue electomotoae u tebue ă fe egal cu umăul coumatolo. tu-u och de ețea, uele de teue electomotoae ot l î acet caz, evdet, uma lo va f egală cu zeo.. Cu ajutoul leg a -a a lu Kchhoff e ot obțe ecuaț deedete uma etu ochule deedete cotuu olgoale fomate d latu î cae cel uț ua u aațe ș alto ochu. 4. Dacă ețeaua ae ochu, legea a -a a lu Kchhoff e oate ce de o, etu fecae och. 6. Alcaț ale leglo lu Kchhoff. 6.. Guaea eztolo. 6..a) Guaea ee, Fg. 6. ccut ee u coțe c o amfcațe, a tetatea cuetulu cae tăbate fecae ezto ae aceeaș valoae,. Teuea debtată de uă e dtbue e ce te ezto, coeuzăto valo fecău ezto,,,, î cofomtate cu legea a -a a lu Kchhoff: AD = = ++. (7) Da, î cofomtate cu legea lu Ohm etu o oțue de ccut: = S, =, = ș =. (8) ude am otat cu S ezteța echvaletă guă ee. Dacă îlocum el. (8) î el. (7) ș efectuăm calculele matematce, obțem: S=++ au S = = (9) ude eeztă umăul eztolo d guae. Î cazul otu =. 6..b) Guaea aalel, Fg. 7. Ccutul ae ma multe amfcaț. Î acet caz cădeea de teue e fecae amuă ete aceeaș: AD =. Petu odul A, legea a lu Kchhoff e ce: = ++ () Da, î cofomtate cu legea lu Ohm etu o oțue de ccut:,,, () ude am otat cu ezteța echvaletă a guă aalel. Dacă îlocum el. () î el. () ș efectuăm calculele matematce, obțem: 5

6 6 au () ude eeztă umăul eztolo d guae. Î cazul otu =. OBSVAȚ:. O guae ee de ezto eeztă u dvzo de teue.. O guae ee de ezto eeztă u dvzo de cuet. 6.. Guaea uelo de teue electomotoae. Î actcă e foloec guă de ue, umte bate. Acete guă ut folote etu a obțe î dfete ccute valo ma ma ale t.e.m. au ale cuetulu. 6..a) Guaea ee, Fg. 8, ete folotă etu a obțe valo ma ale t.e.m. Cofom leg a -a a lu Kchhoff avem: S=++ () Scd legea lu Ohm etu fecae uă î ate, Fg. 8, avem: (4) Îlocud el. (4) î el. () obțem: (5) ude eeztă umăul uelo d guae. Î cazul otu =. detfcâd teme d membul tâg cu teme d membul det obțem: ș (6) De exemlu, dacă î Fg. ua de almetae ete o batee fomată d ue de t.e.m., guate î ee, tetatea cuetulu ccut, cofom leg lu Ohm, ete dată de elața: (7) Dacă uele ut detce el. (7) deve: (7 ) 6..b) Guaea aalel, Fg. 9, ete folotă etu a obțe valo ma ale cuetulu. Cofom leg a lu Kchhoff avem: P = ++ (8) Scd legea lu Ohm etu fecae amuă î ate avem: (9) Îlocud el. (9) î el. (8) obțem: () au: ( )

7 Petu o guae aalel de ue, el. ( ) e ce: ( ) detfcâd membul tâg cu membul det î el. ( ) găm: ș, evdet () De aemeea, de exemlu, dacă î Fg. ua de almetae ete o batee fomată d ue de t.e.m., guate î aalel, tetatea cuetulu ccut, cofom leg lu Ohm, ete dată de elața: () Dacă uele ut detce el. (7) deve: 6.. Aaate de măuă. Amemetele ș voltmetele ut aaate electce de măuă, cae fucțoează î baza uo feomee fzce. Aaatele electce de măuă e îmat î două catego: a) aalogce ș b) dgtale. a) Pcul de fucțoae a uu aaat de măuă aalogc cotă î deveea ît-u câm magetc a ue ee moble (umtă ș echaj mobl) legată olda de u ac dcato, cae e oate mșca î fața ue cale gadate. b) Pcul de fucțoae al uu aaat de măuaă dgtal cotă î tafomaea măm de măuat a căe vaațe ete cotuă î tm, î emale dgtale, elucaea ecfcă a acetoa ș afșaea ub o fomă umecă. Cotucța amemetelo ș a voltmetelo ete aoae detcă, deoebea cotâd î valoaea oe a eztețe tee. toduceea uu aaat de măuă î ccut etubă fucțoaea ccutulu ezteța a teă. 6..a)Amemetul. Se coectează î ee cu coumatoul, Fg.. Î abeța aaatulu de măuă tetatea cuetulu ccut ete : (4) P coectaea amemetulu î ccut toducem ș ezteța teă a acetua, A. tetatea cuetulu ccut deve : A (4 ) Î cocluze, doa dacă A << +. Amemetele tebue ă abă ezteță teă cât ma mcă, etu a u comomte valoaea cuetulu ccut. amemetu ete codeat deal dacă ae ezteța teă zeo, A =. 6..b) Voltmetul. Se coectează î aalel cu coumatoul, Fg.. Î abeța aaatulu de măuă teue electcă e eztoul ete : (5) P coectaea voltmetulu, e toduce î ccut, î aalel cu eztoul ș ezteța teă a voltmetulu V. Î acet caz tetatea cuetulu ccut deve: () 7

8 (6) V V a cădeea de teue e eztoul va f : (7) V V V Obevaț că la umtoul el. (7) am mlfcat foțat mul teme cu V. Aalzâd el. (5) ș (7) e obevă că doa dacă 8 V codțe cae e ealzează doa dacă V ete mult ma mae decât, V >>. voltmetu ete codeat deal dacă ae ezteța teă ftă, V Adataea aaatelo de măuă. 6.4.a) Șutul amemetelo. Domeul de măuae al aceto aaate ete lmtat de valoaea eztețe lo tee, cae oate uota u aumt cuet. Petu extdeea domeulu de măuă a uu amemetu e coectează î aalel cu ezteța a teă u ezto ulmeta, umt ezto șut, au șut, egleză: hut = devațe, Fg.. Cuetul de măuat,, ete de o ma mae decât cuetul uotat de aaat, A: (8) Alcâd legea a lu Kchhoff etu odul A obțem: A (9) ș legea a -a a lu Kchhoff, etu ochul de ccut: (4) A A A D el. (8) ș (9) ezultă: ( ) A (4) Îlocud el. (4) î el. (4) obțem valoaea eztețe șutulu: A (4) 6.4.b) ezteța adțoală. Petu extdeea domeulu de măuă a uu voltmetu e coectează î ee cu ezteța a teă u ezto ulmeta, Fg.. Valoaea acete eztețe e umește ezteță adțoală. Teuea,, e cae dom ă o măuăm ete de o ma mae decât teuea uotată de aaat, V: V (4) D legea a -a a lu Kchhoff: a V (44) De aemeea, cofom leg lu Ohm: V V ș a a (45) Îlocud el. (4) ș (45) î el. (44) ezultă valoae eztețe adțoale: a ( ) V (46) 7. ega ș uteea cuetulu electc. 7.. ega cuetulu electc. fectele cuetulu au aceeaș cauză: câmul electc cae, temedul ghdajelo de câm, tamte eega geeatoaelo căte coumato. Ajuă la coumato, eega electcă e tafomă î : a) lucu mecac î cazul motoaelo electce; b) eege temcă î cazul adatoaelo; c) eege chmcă îcăcaea batelo.

9 Să ecodeăm motajul d Fg.. Lucul mecac ecea delaă ac q coumatoul ete: L q AB (47) ude AB = ete cădeea de teue e coumatoul. Vaața eege e măoaă lucul mecac coumat. Dec eega coumată de coumato î tevalul de tm Δt = t ete: W AB q t (48) Țâd cot de legle lu Ohm, el. 5: W t t (49) Dacă otăm cu W eega coumată î batee î acelaș teval de tm t: u W u t (5) au, W t t (5) ega coumată î îteg ccutul ete: W = W + W (5) Dacă î el. (5) toducem el. (48) ș (5), ș țem cot de el. 4, obțem: W = ( + u) t = t (5) Alcâd î cotuae legle lu Ohm etu îteg ccutul obțem: W ( ) t t (54) 7.. Puteea cuetulu electc. P defțe uteea eeztă aotul dte eege ș tm: W P t Dec, etu o oțle eectve de ccut: P (56) u ș P u (57) a, etu îteg ccutul: P P P ( ) (58) D cele dcutate ma u e oate def adametul ccutulu electc, cofom defțe adametulu, aotul dte eega utlă ș eega coumată: W (59) W D el. 59 obevăm că adametul uu ccut cește dacă:. cește ezteța a coumatoulu;. cade ezteța teă a ue. OBSVAȚ: tatea de măuă etu eege, dec ș etu eega electcă ete joule, J. D el. 55e obevă că J = W, utate de măuă cae ete accetată (toleată) etu eega electcă. Atfel: kw h =,6 6 J. Atețue! Câd vă ctț factule de gaze au de lumă aveț gjă cum faceț covea d kw h î J ș ve. 8. fectul temc al cuetulu. Legea lu Joule. La teceea cuetulu electc t-u coducto aceta e îcălzește. Legea lu Joule: Cattatea de călduă degajată ete ooțoală cu ătatul tetăț cuetulu cae tăbate coductoul, cu ezteța coductoulu ș tmul cât cuetul tăbate coductoul: Q = t (6) 9. Teoema tafeulu otm de utee. Puteea tamă de uă coumatoulu (ccutulu exteo) ete: (55) 9

10 P (6) au, dacă facem calculele matematce: P P P (6) Se obevă că am obțut o ecuațe de gadul do î. Soluțle ecuațe ut: P 4 P, (6) P Da u oate avea decât valo eale ș oztve. Aceată codțe mue ca: 4 P (64) au: P 4 De ude ezultă teoema tafeulu maxm de utee: Pmax. (66) 4 Dacă admtem că P = Pmax., el. (6) ș (66), atuc: (67) 4 D ezolvaea ecuațe (66) ezultă că tafeul maxm de utee e ealzează atuc câd: = (68) Dacă avem î vedee fomula adametulu uu ccut electc, el. (59), obevăm că adametul ccutulu electc ete maxm atuc câd e ealzează tafeul otm de utee, = : ηmax. =,5 (69) Atețue! Puteea debtată de uă ete: P (7). fectul chmc al cuetulu. lectolț. Doceea electoltcă. lectolza.. lectolț ut ubtațe cae coț o oztv ș egatv lbe, mobl. Aceșta extă ub două fome: a) î oluț au î tae lchdă (totu); b) î tae oldă, de exemlu aea de bucătăe. lectolț au ca cală ș deftoe caactetcă, oetatea că la alcaea ue teu electce aua a, ca umae a câmulu electc ce acțoează, î electolț au aștee cueț electc îte uctele (electoz) de alcae a teu. Poetatea oluțlo de electolt de a coduce cuetul electc oate f caactezata ș evaluata cattatv coductvtatea lo electcă. Soluțle de electolt ut coducto oc (de od ) ș la fel ca î cazul coductolo metalc (de od ) l e alca legea lu Ohm : = ude, - teuea exmată î volț, - ezteta electcă exmată î ohm, a - tetatea cuetulu exmată î ame. ezteța coductolo de od (coducto metalc au electoc) ete data de el. (8). Î cazul coductolo de odul, mămle caactetce ut veul eztvtăț ρ, coductvtatea σ, el. (9 ) ș veul eztețe, coductața, G: G au (7) vdet: [G] S.. = Ω, eectv [σ] S.. = Ω m, Coductvtatea oluțlo de electolț vaază cu cocetața c, σ = σ(c), cecâd odată cu ceșteea cocetațe, atgâd u maxm ș ao căzâd cu ceșteea î cotuae a cocetațe. Maxmul coductvtăț dede de atua electoltulu ș de temeatuă. Vaața ete ma mae etu electolț ta (ma cocetaț) decât etu ce lab (ma dluaț). Î geeal, î oluț dluate, σ cește cu cocetața, deoaece cește umaul utățlo coductoae (umăul utătolo (65)

11 de acă lbe: o + ș ), a î oluț cocetate, σ cade cu cocetața, deoaece teve oceul de aocee a olo de ac oue î comuș ecoducto.. Docața electoltcă ete feomeul de eaae a ue ubtațe oce î o oztv ș egatv. fectul docațe cotă î obțeea uu ametec de o oztv ș egatv, cae e mșcă haotc î abeța uu câm electc. Î tae de echlbu damc electolț ut edul uo doce ș ecombă multae, cocetața ocă ămââd cotată. Deoaece utăto de acă ut fagmete de molecule, coductbltatea electoltcă ete legată ș de u taot de ubtață.. lectolza ete feomeul de djae a celo două tu de o căte ce do electoz ș tafomaea lo î atom, au adcal, eutalzae. eacța chmcă oduă î electolț la teceea cuetulu electc e umește electolză. Î oce electolt, ub acțuea câmulu electc dte electoz, o oztv e delaează î eul cuetulu electc, î eul câmulu electc, a o egatv î e ve. Vaul î cae e ealzează feomeul de electolză a fot umt de M. Faaday voltametu, î amtea fzcaulu tala A. Volta, Fg.. Ce do electoz cae e toduc î vaul (au cuva) de electolză e umec aod electodul de tae a cuetulu, electodul oztv ș catod electodul de eșe a cuetulu, electodul egatv. o egatv, cae e delaează la aod e umec ao, a o oztv, cae e delaează la catod e umec cato. Ajuș la ce do electoz, dacă aceta ete cofecțoat d mateale cae u teacțoează cu oluța electoltcă, ao ș cato ufeă eacț chmce ș dev eut d uct de vedee electc. La catod, cato ufeă o eacțe chmcă de educee, de me de electo de la catod dev eut d uct de vedee electc ș e deu e catod. La aod, ao ufeă o eacțe chmcă de oxdae, de cedae de electo căte aod, deved, de aemeea eut d uct de vedee electc.. 4 Legle electolze. Legea. Cattatea de ubtață deuă la catod, ît-u teval de tm, ete dect ooțoală cu aca electcă cae tece cuva de electolză î tevalul de tm codeat: m = K Q = K t (7) ude K ete o cotată umtă echvalet electochmc. Legea a -a. chvaletul electochmc ete dect ooțoal cu umăul de maă al ubtațe, A ș ve ooțoal cu valeța ubtațe, : A K (7) F F ete o cotată de ooțoaltate, umtă umăul lu Faaday, F = 96 5 C/echvalet-gam.. 5 Alcațle electolze lectochma. Alcaea electochme emte obțeea e o cale elatv mlă ș eftă a uo cattăț ma de odue motate, cum ut hdogeul, oxgeul, cloul, hdoxz alcal, eoxz, oxcloule etc. P electolza ubtațelo tote e obț: odu, calcu, magezu, alumu ș alte metale. Datotă metodelo electochmce -a eușt obțeea e caă dutală a uo metale ca: bau, ceu, ltu etc. lectometaluga, metalele d guele, a -a ș a -a cală e obț dutal electolza totulo. Cu toate că acete ocee electochmce e coumă ma cattăț de eege electcă, ele ut utlzate e caă lagă îtucât emt obțeea metalelo ue eceae î tehcă. Pocedeele electochmce ut guele cae fac oblă obțeea metalelo cu otețal de oxdae mae. lectoafaea ete o alcațe a electolze cu aoz actv, electoz cae e coumă î decuul electolze. Aceată metodă ete utlzată î oceul de obțee a cuulu de mae utate a

12 alumulu ecum ș etu ecueaea metalelo ețoae. De fat, afaea electoltcă eeztă ultma etaă î oceul de electometaluge. lectolacaea, au galvaotega, cotă î alcaea uu tat f, oametal ș otecto al uu metal e altul. te o tehcă comuă utlzată etu a îmbuătăț aaeța ș duabltatea uo obecte metalce. De exemlu auul ș lata ut alcate e bjute fabcate d mateale efte. Gomea aceto tatu vaază îte. ș.5 mm.. Pobleme ezolvate ș cometate:. umă N = geeatoae detce, avâd fecae teuea electomotoae =,4 V ș =,4 Ω, e leagă î ee la boele ccutulu d Fg. a). eztoul cae ae ezteța ete cofecțoat dtu f metalc cu lugmea l = 5 cm ș aa ecțu taveale S =, mm. Să e calculeze: a) eztvtatea electcă a matealulu d cae ete cofecțoat eztoul. b) ezteța echvaletă a guă de eztoae câd comutatoul K ete îch. c) tetatea cuetulu electc ccut, câd comutatoul K ete dech. d) Teuea electcă îte uctele A ș B, câd comutatoul K ete îch. ezolvae: Î Fg. a) am dcat eul cuețlo ccut ș am ale u e abta de acugee al ccutulu. a) eztvtatea e calculează alcâd el. (8), de ude ezultă: 6 S 6, 7 m l 5 b) Obevăm că, îte uctele A ș C, cele te eztoae ut guate: mele două î ee, cu a tea î aalel. Î Fg. b) am deeat ccutul echvalet. Î acet caz ezteța echvaletă a guă va f o ezteță echvaletă aalel: ș dec: e 4 6 e c) Î acet caz, ezteța ccutulu exteo ete. tetatea cuetulu e detemă N,4 alcâd dect legea lu Ohm:,5 A N 6,4 d) Teuea electcă îte uctele AB eeztă, de fat, cădeea de teue e eztoul, AB. Adcă: AB. Obevaț că tebue ă-l calculăm e. Petu aceata vom alca legle lu, legea,că etu odul A Kchhoff. D Fg. a) avem:,legeaa a,că etu ochul De ude ezultă:, au, eectv:,5 A, a AB V. Două becu, cu utele omale P = W ș P = 6 W ut legate î ee ș ut coectate la boele ue ue cu t.e.m. = V. Puteea electcă dezvoltată de uă ae valoaea P = W. Ambele becu fucțoează la aamet omal. Detemaț: a) Valoaea eztețe tee a ue,. b) Valoaea teu la boele ue,. c) Valole eztețelo electce ale flametelo celo două becu î egm de fucțoae, ș. d) adametul ccutulu, η. ezolvae: Î Fg. am eezetat chema ccutulu ș am dcat eul cuetulu ccut.

13 a) Puteea dezvoltată de uă e va dtbu e toț coumato d ccut: e cele două becu, lu e ezteța teă a ue. Dec: P P P Pt. Pe de altă ate tot P =, el. (58), a P t =, cofom el. (56) ș (57) Pt. P D acete elaț deducem:, eectv: P P P P 4W t. ș A. P (P P P ) Cu acete ecuaț ezultă t.. P b) Teuea la boe ete dată de elața: AC 8V P P 5 c) Valole eztețelo flametelo beculo ut date de elațle: P P 5 Putlă P P d) adametul η ete dat de aotul:,8 au8% P P coumată Obevaț că adametul e ma oate calcula ș:, 8. ACTVTĂŢ D FXA A CNOŞTNŢLO Ş VALA. a) ăudeț la umăto tem:. Ce ete cuetul electc?. Ce ete gazul electoc ș de ce e umește așa?. Defț mămea fzcă tetatea cuetulu electc ș eczaț utatea de măuă. 4. Ce ete u ccut electc? 5. Ce ete o uă de eege electcă? 6. Daț exemle de ue de eege electcă. 7. uțaț legea lu Ohm etu îteg ccutul, eczâd emfcața ș utățle de măuă ale mămlo fzce eectve. 8. Deceț fucțoaea î egm acă a uu ccut electc. 9. Deceț fucțoaea î egm de cutccut a uu ccut electc.. Deceț fucțoaea î gol a uu ccut electc.. Ce ete u od de ețea?. Ce ete o latuă (amuă) a ue ețele electce?. Ce ete u och (o buclă) de ețea? 4. uțaț legea a lu Kchhoff. 5. Peczaț ce lege geeală a atu exmă legea a lu Kchhoff. 6. uțaț legea a -a a lu Kchhoff. 7. Peczaț ce lege geeală a atu exmă legea a -a a lu Kchhoff. 8. Deeaț o guae ee de ezto ș eczaț cae ete elața de calcul eztețe echvalete. 9. Deeaț o guae aalel de ezto ș eczaț cae ete elața de calcul eztețe echvalete.. Cum e coectează ît-u ccut electc aaatele de măuă voltmetul ș amemetul? b) ezolvaț umătoaele obleme:. Două coductoae electce cofecțoate d acelaș mateal au aotul lugmlo l/l=4 ș aotul dametelo d/d=. Să e calculeze aotul eztețelo electce: /.. Dacă mbolule mămlo fzce ș ale utățlo de măuă ut cele utlzate î maualele de fzcă, eczaț cae ete utatea de măuă a măm Δt.. bec ae la temeatua t = C ezteța electcă = 7,5 Ω. Dacă la boele lu e alcă teuea = 6 V atuc uteea coumată de bec ete P = W. Codeâd coefcetul de temeatuă al eztvtăț flametulu α = - gad - ș egljâd modfcaea dmeulo

14 flametulu cu temeatua, calculaț temeatua flametulu. : T = K 4. Te geeatoae electce detce ut guate î aalel. Teuea electomotoae a uu geeato ae valoaea = V, a ezteța teă a acetua = Ω. Calculaț teuea electomotoae echvaletă ș ezteța teă echvaletă a guă : e = V, e = Ω 5. aaat electc coumă uteea P = 76 W atuc câd ete coectat la bole uu geeato temedul uu coducto avâd ezteța electcă totală. Teuea la boele geeatoulu ete egală cu = 8 V. Dacă 5% d teuea e ede e coductoaele de legătuă, detemaț: a) tetatea cuetulu electc coumato; b) ezteța electcă a coductoaelo de legătuă; c) ezteța a coumatoulu; d) t.e.m. a geeatoulu, ștd că uteea dată î teoul geeatoulu ete de 9 o ma mcă decât uteea dată de coumato. : a) = A; b) = 4 Ω; c) = 76 Ω d) = 84 V 6. umă de = geeatoae electce detce, cu teuea electomotoae =,4 V ș =,4 Ω e leagă î ee la boele ccutulu d fguă. eztoul ae ezteța = 6 Ω, ete cofecțoat dt-u f metalc cu lugmea l = 5 cm ș aa ecțu S =, mm. Calculaț: a) eztvtatea electcă a matealulu d cae ete cofecțoat eztoul; b) ezteța echvaletă a guă de eztoae câd comutatoul K ete îch; c) tetatea electcă a cuetulu ccut câd comutatoul K ete dech; d) teuea electcă îte uctele A ș B câd comutatoul K ete îch. : a) ρ = -7 Ω m; b) e = 4 Ω; c) =,5 A; AB = 6 V 7. Două becu cu utele omale P = W ș P = 6 W ut legate î ee ș ut coectate la boele ue ue de t.e.m. = V. Puteea electcă fuzată de uă ae valoaea P = W. Ambele becu fucțoează la aamet omal. Calculaț: a) valoaea eztețe tee a ue; b) valoaea teu la boele ue; c) valole eztețelo electce ale flametelo celo două becu; d) adametul ccutulu. : a) = Ω; b) = 8 V; c) = 5 Ω, = 5 Ω; d) η = 8%. 8. Î ețeaua electcă d fgua alătuată = 7 Ω, = 6Ω, Valoaea teu electomotoae a geeatoulu ete = V, a tetatea cuetulu amua cală ete =, A. Datemaț: a) ezteța echvaletă a guă eztolo,, ; b) tetatea cuetulu eztoul ; c) ezteța teă a geeatoulu; d) teuea electcă la boele eztoulu. 9. ccut electc ete alcătut d te coumato de eztețe egale, = 6 Ω, legaț î aalel. Geeatoul de t.e.m. cotuă, = V, cae almetează ccutul ae ezteța teă = Ω. Calculaț: a) uteea dezvoltată de uă; b) eega electcă coumată de uul dte coumato î tmul Δt = ; c) uteea electcă totală dezvoltată de toț coumato d ccut; d) adametul ccutulu electc. : a) P W ; b) W J ; c) P c W ; d) 9,9 %. O batee avâd t.e.m. = V almetează u ezto. Teuea la boele batee ete = V, a uteea dezvoltată de ezto ete P = 5 W. Calculaț: a) eega coumată de ezto î tevalul de tm Δt = m; b) valoaea tetăț cuetulu ccut; c) ezteța teă a 4

15 batee. d) Se leagă î aalel cu mul ezto u al dolea ezto cu ezteța = Ω. Peczaț dacă adametul ccutulu cește, cade au ămâe cotat. Jutfcaț ăuul. 8 : a) W = 9 J; b) =,5 A; c) = 4 Ω; d), adametul cade. 9. O batee ete fomată d 6 ue detce caactezate de valole = V ș =, Ω. Suele ut legate atfel: amu legate î aalel, fecae amuă coțâd ue guate î ee. Batea atfel fomată almetează atu ezto cu eztețele = Ω, = Ω, = 4Ω ș 4 = 8Ω. Aceșta ut legaț atfel: ș î aalel cu ș 4 î aalel, cele două guă aalel fd îeate. a) Deeaț chema ccutulu electc. Calculaț: b) tetatea cuetulu amua cală; c) teuea electcă la boele ue ue; d) tetatea cuetulu electc ua d ue, dacă la boele e e coectează u coducto de ezteță electcă egljablă. (Cuetul de cutccut.) : a) Deeul. b),6a ; c) AB,94V ; d). La boele ue bate fomată d = elemete, legate î ee, fecae avâd t.e.m. =,5 V ș ezteța teă =,5 Ω, e coectează u ezto, cu ezteța = Ω, î aalel cu u f metalc de lugme l = 45 m, ecțue S =, mm ș ezteță = Ω. Se cee: a) teuea la boele eztoulu; b) tetățle ș ale cuețlo ezto, eectv f; c) eztvtatea ρ a fulu; d) uteea electcă P ș căldua Q degajată î ezto î tmul t = m.; e) ce lugme l a tebu ă abă ful etu ca teuea la boele eztoulu ă cadă la valoaea =,9. : a) = 4 V; b) =, A, =.8 A; c) ρ = -9 Ω m; d) P = 8,8 W, Q = 4,6 kj; e) l = 88,4 m.. Se codeă u ccut fomat d două voltamete legate î aalel, avâd eztețele = Ω ș = Ω, almetate de la o batee cu t.e.m. = 9 V ș ezteța teă = 6 Ω. Se cee: a) ezteța totală a ccutulu; b) tetatea cuetulu cae tece fecae voltametu; c) cattatea de cuu deuă î voltamete î tmul t = m. chvaletul electoltc al cuulu ete K =, mg/c. : a) = 8 Ω; b) = A, = A; c) m =,9 g; c A BBLOGAF: ezolvăle tegale ale oblemelo, da ș alte obleme le găț la adeele:. htt:// ș. htt:// D. Boșa, A. Cotecu, M. Petecu-Pahova, M. Sadu Fzcă, maual etu claa a X-a, DTA DDACTCĂ Ș PDAGOGCĂ,.A. BCȘT, N. Ghebaovch FZCĂ, maual etu claa a X-a, F, edtua NCLSC, 4 5. A. Htev POBLM D FZCĂ DAT LA XAMN, DTA THNCĂ, Bucueșt M. vo Laue toa fzc, dtua ștțfcă, Bucueșt, htt:// 8. htt:// 9. htt://o.wkeda.og/wk/lectolz%c4%8 5