PROBLEMA CURENT ALTERNATIV 2

PROBLEMA CURENT ALTERNATIV 1

CURENTUL ALTERNATIV SINUSOIDAL

2. Valori efective ale mărimilor alternative.

Deoarece valoarea curentului electric este variabilă în timp, în practică se foloseşte o valoare echivalentă numită valoare efectivă (sau eficace) Ief notată adesea numai cu I. Valoarea efectivă a intensităţii curentului alternativ este egală cu intensitatea unui curent electric continuu care produce acelaşi efect termic Q la trecerea prin acelaşi rezistor. Relaţiile dintre valorile maxime şi cele efective sunt date de următoarele expresii de calcul:

Pentru a cunoaşte elementele caracteristice sau pentru a opera cu mărimile alternative armonice, se folosesc reprezentări convenţionale ale acestora:

a) Reprezentarea analitică.

Simpla scriere a mărimii respective în funcţie de mărimile variabile (timp, fază etc.) poate furniza informaţii privind: valoarea instantanee, valoarea maximă, pulsaţia, perioada, faza iniţială a mărimii reprezentate. 

 b) Reprezentarea grafică.

 Prin reprezentarea grafică, a unei mărimi alternative în funcţie de un parametru variabil care poate fi timpul t sau faza φ, se obţin informaţii despre perioadă, faza iniţială, valoarea maximă, valoarea instantanee.

c) Reprezentarea fazorială. 

La reprezentarea mărimilor alternative armonice se poate utiliza un vector numit fazor, care are lungimea proporţională cu valoarea maximă a mărimii alternative armonice, unghiul pe care îl face cu abscisa este egal cu faza iniţială φ0, iar proiecţia lui pe ordonată egală cu valoarea mărimii la momentul iniţial sau la alt moment. Vectorul se consideră rotitor cu o perioadă egală cu cea a mărimii alternative. 

CURENTUL ALTERNATIV SINUSOIDAL

1. Generarea tensiunii electromotoare alternative. Valori instantanee şi maxime.

Curentul alternativ este foarte utilizat, atât în industrie, cât şi în consumul casnic, prin faptul că prezintă o serie de avantaje, faţă de curentul continuu: poate fi generat simplu şi cu costuri reduse, se poate transporta la distanţe mari uşor şi cu pierderi mici, se poate transforma. La baza producerii tensiunii electromotoare alternative stă fenomenul de inducţie electromagnetică, descoperit de M. Faraday:

Unde am notat Φm=B∙S fluxul magnetic prin spira de arie S. Evident, ⃗⃗ este inducția câmpului magnetic. Pentru că spira se rotește în jurul unui ax cu viteza unghiulară constantă ω, fluxul magnetic prin spiră la un moment dat este dat de relația:

Facem observația, foarte importantă, că dependența de timp a fluxului magnetic prin spira de arie S este o dependență armonică. Pentru a deduce expresia t.e.m. alternative facem apel la o teoremă din matematică, referitoare la funcțiile armonice:

TEOREMA 1. Variația în timp a unei mărimi armonice este tot o mărime armonică, de aceeași pulsație, a cărei amplitudine este multiplicată cu ω, iar faza defazată înainte cu . Și reciproca este adevărată.  

Dacă aplicăm legile lui Ohm, pentru un circuit de curent alternativ, obținem:

Fisa de formule

Motorul cu curent electric continuu

Motorul electric de curent continuu (cu perii) este un motor electric cu comutație internă care este alimentat de la o sursă de curent continuu.



Reprezentare de principiu al motorului. Când înfășurarea rotorului este alimentată, în jurul lui se generează un câmp magnetic (poziție relativă a polilor magnetici, de la stânga spre dreapta: N-NS-S). Polul nord al rotorului e respins de polul nord al statorului spre dreapta și e atras de polul sud al statorului (din dreapta), producând un cuplu mecanic motor care întreține mișcarea de rotație.






Rotorul continuă rotația.



Când rotorul este (ajunge) în poziție orizontală (poziție relativă a polilor N-SN-S), colectorul electric de comutare al sensului curentului continuu inversează sensul curentului prin înfășurarea rotorului, inversând polii cîmpului magnetic produs de rotor, se ajunge astfel la poziția relativă a polilor magnetici "N-NS-S" și procesul continuă conform figurii (și explicației de sub figură) din stânga paginii.



Procesul se reia.

Diferenta intre curent continuu si curent alternativ

Curentul continuu este tipul de electricitate produsă de o baterie, de exemplu.

Pe cât de folosit şi uşor de înţeles este curentul continuu, acesta nu este „tipul” de electricitate folosit în general. Unele surse electrice, precum generatoarele electro-mecanice rotative, produc tensiuni a căror polaritate alternează, inversându-se în acest caz polii pozitivi şi negativi între ei. Fie că vorbim de modificarea polarităţii unei tensiuni sau de modificarea direcţiei de deplasare a electronilor înainte şi înapoi, acest gen de electricitatea poartă denumirea de curent alternativ.


Deşi simbolul bateriei este folosit pentru a reprezenta orice sursă de curent continuu, în cazul curentului alternativ, simbolul unei surse de energie îl reprezintă o linie sinusoidală într-un cerc, precum în figura de mai sus.

SCOP

Ne putem întreba, pe bună dreptate, de ce ne-am bate capul şi cu acest tip de electricitate. Este adevărat că în unele cazuri, curentul alternativ nu prezintă niciun avantaj faţă de cel continuu. În aplicaţiile în care curentul electric este folosit doar pentru a genera energie sub formă de căldură (reşou, bec, etc.), polaritatea sau direcţia curentului este irelevantă atâta timp cât tensiunea şi curentul existente în circuit sunt suficiente pentru a disipa puterea necesară elementelor din circuit. Totuşi, cu ajutorul curentului alternativ se pot construi generatoare electrice, motoare electrice şi sisteme de distribuţie a energiei electrice mult superioare din punct de vedere al eficienţei faţă de curentul continuu.
https://www.youtube.com/watch?v=lARwu9GI-Pw