Pentru cea mai bună bună vizualizare a lecţ lec ţiei, apă apăsa saţţi tasta F5
Circuitul electric şi Curentul electric • Curentul electric este mişcarea ordonată a purtatorilor de sarcină electrică -electroni Dacă un corp cu potenţial electric mare se află în contact electric cu un corp cu potenţial electric mic atunci apare un curent electric către acesta, atâta timp cât există o diferenţă de potenţial electric (adica o tensiune electrică) între cele două corpuri Sensul curentului electric este invers sensului deplăsarii electronilor
Fulgerul si traznetul sunt curenti electrici: electronii din norul electrizat negativ se deplaseaza spre pamânt (electrizat pozitiv) pâna la neutralizarea completa a sarcinilor electrice, si se reduc tensiunea dintre nor si pamânt(de la miliarde de volti pâna la zero),de aceea, fulgerul dureaza doar câteva fractiuni de secunda
In absenţa unui generator care să menţină tensiunea electrică,
-
Intr-un circuit electric este nevoie de conductoare de legatură, consumator, întrerupător, şi(mai ales!) de un generator care să menţină tensiunea constantă.Dar cum putem creea un generator ? • Dacă într-un vas cu apă acidulată punem un electrod din cupru şi unul din zinc obtinem o baterie cu care putem aprinde un bec(de 1volt)! Cu voltmetrul măsurăm tensiunea obţinută.Explicaţia producerii acestei tensiuni este că metalele au potenţiale electrice diferite.De aceea, î n loc de zinc şi cupru putem folosi orice alte 2 metale diferite(de exemplu fier şi nichel,ca la bateriile comerciale Matsushita) Bateriile transformă energia chimică în energie electrică, şi astfel produc curent continuu , al carui sens,în exteriorul generatorului este de la + la -
Dinamul(de la bicicletă) transformă energia mecanică în energie electrică la fel ca alternatorul de la masină. Alternatorul hidrocentralei, produce curent alternativ
In conductorii metalici , electronii se mişcă dezordonat printre ionii pozitivi ai reţelei cristaline. Dacă la capetele conductorului este o diferenţ ă de potenţial electric(tensiune!), prin conductor circulă curent electric până când tensiunea se reduce la zero. • Generatorul poate menţine Lucrul Mecanic efectuatDe ForteElect rice L U tensiunea(U) constantă : Sarcina Electrica q Curentul electric fiind o mişcare a sarcinilor electrice(electroni), q rezultă că Intensitatea curentului electric arată câtă i timp sarcină electrică (q ) trece printr-un conductor într-o secundă :
Unitatea de măsur ă a intensităţii este Amperul (A), cu submultiplul : mA=0,001A Unitatea de măsur ă a tensiunii electrice este : Volt ( V ), cu multiplul kV=1000V Unitatea de măsur ă a sarcinii electrice este : Coulomb (C ) 19 1,6 10 C Cea mai mică sarcină electrică este cea a electronului: e
Sarcina electric ă a unui corp e un multiplu întreg al sarcinii electronului: q
n e
Pentru ca un corp poate avea 2 ; 3;sau100miliarde de electroni suplimentari,dar
*3* Simbolurile elementelor circuitului electric sunt: Generatorul de curent continuu are simbolul :
sau
sau
Generatorul variabil (reglabil) de curent continuu : Generatorul de curent alternativ are simbolul
• Conductoare(fire) de legatura • Consumatoare(exemple:Bec cu simbolul rezistori cu simbolul motoare cu simbolul
motor
rezistor ìntrerupător
întrerupător închis cu simbolul
întrerupător deschis cu simbolul
Curentul electric circulă doar dacă circuitul este închis
ampermetru
voltmetru
Schema electrică:
+ E,r
Intensitatea curentului electric se măsoar ă cu ampermetrul montat în serie! Intr-un circuit serie, intensitatea curentului electric este aceiaşi în orice punct al circuitului Atenţie !! : 1.Nu conectaţi ampermetrul direct la baterie, f ăr ă consumator,rezistor,sau bec.Se va Arde ! (ampermetrul are rezistenţa foarte mică)
Schema electrica:
+
ampermetru
+ Borne calibru
2. Conectaţi borna + a bateriei la borna pozitivă(roşie,de obicei) a ampermetrulului. 3. Conectaţi borna minus a bateriei la una din cele 3borne”calibru” ale Măsuraţi intensitatea prin ampermetrulului, aleasă asfel încât sa nu bec de lanternă, I=0,2A, măsuraţi o intensitate mai mare decât alegând calibrul 1A
Măsurarea cu ampermetrul Dacă dorim sa măsur ăm intensitatea printr-un reşou, I=4A alegem calibrul 5A.Dacă alegem 1A , se arde ampermetrul Dacă dorim sa măsuram intensitatea printr-un bec de lustr ă, I=0,5A alegem borna calibru 1A
• Pentru a măsura intensitatea(mai mică de 1A) printr-un motor de casetofon alegem calibrul 1A. Aceasta înseamnă că la capătul scalei, unde scrie5A, aparatul măsoară 1A !! Observăm că ampermetrul indică diviziunea 2,5 şi aceasta înseamnă că intensitatea este 0,5A, calculată cu formula: intensitatea
Diviziunea Indicata Calibrul
Diviziunea DeLaCapatu lScalei
2,5 1 A 5
+
0,5 A
Intensitatea se poate măsura şi cu multimetrul, utilizat la fel ca ampermetrul cu singura diferenţă că indică direct valoarea reală a intensitătii(indiferent
Trecerea curentului electric printr-un conductor produce efect termic(Joule) ,efect magnetic, şi efect chimic
• 1.efect termic constă în încălzirea conductoarelor electrice; • Cel mai mult se încălzesc rezistoarele din crom-nichel (de formă spiralată,subţiri şi lungi ) de exemplu de la radiatoare, reşouri , uscătoare de păr, şi filamentele din wolfram ale becurilor. • Cel mai puţin se încălzesc cablurile de alimentare(din cupru) ale aparatelor electrice Conductoarele se încălzesc indiferent de sensul curentului electric:dacă schimbăm polaritatea bateriei din circuitul becului,acesta luminează şi se încălzeşte la fel Cu cât intensitatea curentului electric printr-un conductor este mai mare, cu atât mai intense sunt efectele termice ,magnetice şi chimice produse
Pe baza efectului magnetic funţionează motoarele electrice şi alternatoarele hidrocentralelor
– efectul magnetic constă în apariţia unor fenomene magnetice: • -1- O bobină străbătută de curent electric se comportă ca un electro-magnet: atrage corpurile din fier - pe baza acestui efect funcţionează macarauaElectromagnetică -2- deviaţia acului magnetic al busolei în apropierea unui circuit electric închis Efectul magnetic depinde de sensul curentului electric: dacă inversăm polaritatea bateriei din circuit, acul magnetic al busolei deviază în sens invers
Efectul chimic constă în apariţia unor transformări chimice în substantele lichide conductoare străbătute de curent electric –şi depunerea unei substanţe chimice la electrodul negativ(catod)-
chimic(Electroliza) are numeroase aplicaţii: obţinerea si purificarea metalelor(aluminiu,cupru) Argintarea unor obiecte(lănţişoare ,etc) Realizarea unor materiale care nu ruginesc(tabla zincată,galvanizată) Realizarea discurilor de pick-up Efectul
Instalatie de electroliza
Orice aparat electric are o anumită intensitate nominală(la care funcţionează bine) De exemplu ,becurile de veioză au intensitatea nominală 0,25Amperi (adică 250mA !) •
Probleme Rezolvate
1. I.Câtă sarcină electrica trece printr -un bec de veioză(i= 250mA) în timp de 1minut? •
Rezolvare:Transformăm timpul în secunde: 1minut=60s, şi i =250mA= 0,25A q i Din formula Obţinem sarcina: q i timp 0,25 A 60 s 15 C timp
2. Câtă energie electrică degajă şi ce intensitate a curentului produce un fulger care durează 0,5s şi transportă sarcina 100000C la tensiunea 12000KV
Rezolvare: Transformăm: tensiunea U=12000KV=12000000V Din L Obţinem lucrul mecanic al forţelor electrice, care este U formula q egal cu energia electrică: L U q 1200000000000 J
Intensitatea se află cu formula
i
q
timp
100000 C
0 5 s
200000 A
Exerciţii- scrieţi răspunsurile pe caiet 1. Dacă dorim sa măsurăm intensitatea printr-un motor de ventilator I=300mA ce calibru trebuie să alegem: 10mA, 1A , sau 5A ? De ce ?
2. I. Reprezentaţi schema electrică a circuitului din imagine şi indicaţi sensul curentului electric
II.Becurile sunt conectate în serie sau în paralel? III. Observaţi că ampermetrul, pe calibrul 1A indică diviziunea 2. Intensitatea curentului este: A)2A , B)1A , C)5A , D)0,2A , E)0,1A
• 3.I. Care dintre ampermetrele 1,2,3,4 este montat corect pentru a măsura intensitatea curentului electric prin bec ? Explică de ce ! • II .Dacă ampermetrul 2 indică 100mA ,cât indică ampermetrul 4 ? •
III . Câtă sarcină electrică trece prin bec şi câţi electroni trec prin bec în timp de 5minute?
3 2
rezistor
+
E,r
baterii + E,r
bec
4 1
Exerciţii- scrieţi răspunsurile pe caiet 4.Sensul curentului electric într-un circuit, în exteriorul generatorului este:A)de la baterie la bec, B)de la - la +; C)de la + la -; D)de la - la bec 5. Transformaţi: 200mA= ……A , 5,5KV=……..V , 20mA=……A 6.Explicaţi cum poate fi confecţionată o baterie simplă
• 7. Bateriile transformă : A) energie electrică în energia chimică, B) energie mecanică în energie electrică , C)energia chimică în energie electrică, D) energie mecanică în energia chimică • 8.Dinamul şi alternatoarele transformă : A) energie electrică în energia chimică, B) energie mecanică în energie electrică , C)energia chimică în energie electrică, D) energie mecanică în energia chimică • 9. Volt-ul este unitatea internaţională de măsură a : A) energiei bateriilor, B) intensităţii, C) tensiunii, D)puterii bateriilor • 10. Apa acidulată este izolator sau conductor electric? 11.Dacă într -un pahar de sifon punem două linguriţe din metale diferite(una din oţel, alta din aluminiu,de exemplu) se produce tensiune electrică? Cum,şi cu
Exerciţii - scrieţi răspunsul pe caiet 12. Reprezentaţi schema electrică a circuitului din imagine, indicaţi sensul curentului electric şi precizaţi câtă sarcină electrica trece printr -un becul de lanternă ( i = 200mA) în timp de 2minute ?
1 13.Care dintre ampermetrele 1,2,3 este montat greşit ? A)1, B)2, C)3, D)1 şi 3. Explică de ce
2 +
3
II. indicaţi sensul curentului electric în această schema electrică
E, r
14. I. Dacă ampermetrul 2 indică 0,1A atunci ampermetrul 1 indică o intensitate:A)mai mare ,B)mai mică ,C)egală.De ce?
II. Cât este intensitatea curentului prin bec ? III . Câtă sarcină electrică trece prin bec în timp de 5minute? 15.Câtă energie electrică degajă şi ce intensitate a curentului produce un fulger care transportă sarcina 200000C la
ATENŢIE: Pentru cea mai bună vizualizare a lecţiei de tip ppt, apăsaţi
Această lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul calculatorului. Lecţiile computerizate pot conţine simulări de procese fizice, experimente virtuale, animaţii, imagini sugestive, şi sunt concepute şi pentru a fi mai atractive pentru elevi. Orice sugestie, observaţie, sau întrebare despre această lecţie puteţi trimite pe adresa autorului acestui set de lecţii :
[email protected] Prin observaţiile dvs. puteţi contribui la perfecţionarea acestui set de lecţii . Vă mulţumesc
