electro teh nica

Download Electro Teh Nica

Post on 07-Dec-2015

214 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

electrotehnica

TRANSCRIPT

  • Conf. Dr. ing. Ilie SuarasanUniversitatea Tehnica din Cluj-Napoca

  • Disciplina de baza in pregatirea specialistilor din ISA, (numai ET)

    Disciplina tehnica abstracta, complementara in pregatirea specialistilor din II, IEI, ISM, SET, IM s.a.

    Cunosterea tipurilor de masini electrice utilizate, dar si a principiilor de alegere a acestora in diverse actionari electrice

  • ELECTROSTATICA

    ELECTROCINETICA

    CIRCUITE DE CURENT CONTINUU

    ELECTRODINAMICA

    CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT ALTERNATIV

    CIRCUITE TRIFAZATE

  • 1.1. Sarcina si campul electricElectronul are sarcina elementar negativ: (Coulomb). Aceeai sarcin elementar, dar pozitiv, o are protonul: Fora care acioneaz asupra un corp punctiform de prob, ncrcat cu sarcina electric q i care exploreaz cmpul electric : [Ev]SI: 1 V / 1 m; [q]SI: 1 C = 1A x 1s, sau Ah, (1 Ah = 3600 As =3600 C)Liniile de cmp dintre dou corpuri punctiforme ncrcate cu sarcini electrice diferite

  • este constanta dielectric sau permitivitatea mediului.n tehnic se lucreaz cu permitivitatea relativ:

    1.2. Potenialul electric i tensiunea electricCmpul electrostatic este un cmp potenial, definit ca o funcie scalar de punct V(r), a crei pant de scdere local dup direcia vectorului s fie egal cu proiecia pe acea direcie a intensitii cmpului electric:

    , sau:

    .

  • Lucrul mecanic efectuat de corpul M, n deplasarea sa pe curba (c), ntre punctele A i B:Pentru reprezint teorema potenialului electrostatic: circulaia intensitii cmpului electric coulombian este nul pe orice curb nchis.Tensiunea electric se definete ca fiind:

    lucrul mecanic efectuat este nul, LAB=0 i

  • Tensiunea electrica se defineste ca diferena de potenial msurat ntre dou puncte ale curbei respective:a crui unitate de msur n SI este voltul, fiind definit ca lucrul mecanic de 1 J, cheltuit pentru transportarea unei sarcini de 1 C.1.3. Caracterizarea dielectricilorCmpul electric n interiorul corpurilor dielectrice este caracterizat de inducia electric i intensitatea cmpului electric

    Pentru dielectrici liniari i izotropi exist relaia:

    Materialele electroizolante mai sunt caraterizate i prin rigiditatea dielectric, Ed. Rigiditatea dielectric depinde de natura materialului electroizolant, forma electrozilor, distana dintre electrozi, condiii atmosferice, etc.1.4. Legea fluxului electricFluxul electric se definete ca fiind:

    Legea fluxului electric arat c fluxul electric , prin orice suprafa nchis este egal cu sarcina electrica q. .

  • 1.5. Condensatorul electric i capacitatea electricDou conductoare separate de un dielectric, ncrcate cu sarcinile +q, respectiv q, reprezint un condensator, caracterizat de capacitatea sa: si unitatea de masuraCondensatorul plan - dou suprafee metalice, plane, (1 i 2), de arie A, aflate la distana a, ntr-un mediu cu permitivitatea , ncrcate cu sarcinile q. Valoarea induciei electrice si a intensitii cmpului electric ntre armturi este, (n care este densitatea de sarcin pe suprafaa A):Tensiunea aplicat armturilor 1 i 2 poate fi exprimat sub forma:iar capacitatea condensatorului plan, va fi: 1.6. Capacitatea echivalent a condensatoarelor1.6.1. Conectarea n serie a condenstoarelor

  • 1.6.2. Conectarea n paralel a condenstoarelor1.7. Energia i forele cmpului electrostaticPentru sisteme de corpuri izolate de surse, (dqk = 0), efectuarea lucrului mecanic se efectueaz n contul energiei sistemului, iar pentru sisteme de corpuri conectate la surse care menin constante potenialele Vk .

  • 2. ELECTROCINETICA studiaz strile electrice ale conductoarelor parcurse de cureni electrici de conducie2.1. Curentul electric i tensiunea electromotoareIntensitatea curentului electric este caracterizat de cantitatea de sarcini electrice (dqS), care strbate o suprafa S, n unitatea de timp :Local, starea electrocinetic se caracterizeaz prin densitatea curentului electric, mrime vectorial, funcie de punct, a crei component dup direcia unui vector este:Curentul mai poate fi denumit ca fiind fluxul densitii curentului prin suprafaa dat, S:Pentru ntreinerea unei stri electrocinetice staionare este necesar existena unor cmpuri electrice imprimate:Fora electromotoare, sau tensiunea electromotoare (t. e. m.) reprezint lucrul mecanic al forelor neelectrice pentru a transporta un purttor cu sarcina electric unitate pe curba :Pentru un regim electrocinetic staionar se definete, t. e. m. corespunztoare unei poriuni de curb c12,cu UM, n SI, [V] :

  • Prin generalizarea primei relaii se ajunge la conservarea sarcinii electrice:n regim electrocinetic staionar, curentul este nul prin orice suprafa nchis, iar teorema potenialului electric staionar mai poate fi scris i sub forma:2.2. Legea conduciei electriceUnitile de msur ale rezistivitii i conductivitii n SI sunt []SI = m, []SI = S / m, iar n tehnic se utilizeaz mm2/m, sau S m / mm2.Legea conduciei electrice admite o justificare microscopic simpl, asupra purttorilor de sarcin, acioneaz sistemul de fore:Pentru conductoare filiforme:

  • eI = Ri, ub = Ri[R]SI = 1 , (Ohm), [G]SI = 1 S, (Siemens)2.3. Transformarea energiei n procesul de conducie2.4. Pile i acumulatoare electrice

  • 3. CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT CONTINUU3.1. Convenii i definiiiO = L N + 1

    pb > 0, puterea este primit de receptor, sau este cedat de sursub + er = Ri - ub + eg = ri pb = ubi3.2. Teoremele lui KirchhoffPrima teorem a lui Kirchhoff suma curenilor care intr este egal cu suma curenilor care ies din nodul respectiv, sau suma curenilor care converg spre un nod este nul:A doua teorem a lui Kirchhoff suma cderilor de tensiune pe laturile ochiului independent este egal cu suma tensiunilor electromotoare existente n aceleai laturi, sau suma tensiunilor existente n laturile ochiului respectiv este nul:

  • 3.3.2. Teorema rezistenelor echivalente a. Conectarea n serie a rezistoarelorb. Conectarea n paralel a rezistoarelor3.3.3. Alte teoreme: a superpozitiei, Thevenin, Norton, metode sistemice - vezi curs

  • 3.3.5. Teoremele de transfigurare Y Y

  • 4. ELECTRODINAMICA 4.1. Cmpul magnetic[H]SI = 1A/1m4.2. Materiale magneticeDiamagnetice caracterizate prin susceptivitate ct., f. mic, negativ . Ex: Ag, Cu, Bi.Paramagnetice caracterizate prin susceptivitate f. mic, pozitiv, care scade cu temperatura. Ex: O2, Pt, Al, Mn.Feromagnetice caracterizate prin permeabiliti relative i susceptiviti pozitive, de valori f. mari, (102 105), dependente de intensitatea cmpului magnetic, iar depirea unei anumite temperaturi critice, numit temperatur Curie, determin pierderea proprietilor feromagnetice.

  • - materiale magnetice moi, caracterizate prin ciclu histerezis ngust i un cmp coercitiv mic, utilizate pentru realizarea circuitelor magnetice ale mainilor i aparatelor electrice. Exemple: oelul Et, cu un coninut ridicat de siliciu, (2 i 4)% Si, permalloy-ul, dynamax-ul, fonta i altele;- materiale magnetice dure, caracterizate printr-un ciclu histerezis larg i un cmp coercitiv mare, utilizate pentru realizarea magneilor permaneni ai excitaiilor unor maini electrice, sau a circuitelor magnetice din unele aparate electrice. Exemple: oelul carbon clit, oeluri AlNi, AlNiCo i altele;- materiale ferimagnetice, denumite i ferite, care prezint o structur asemntoare cu materialele feromagnetice moi sau dure, dar care sunt materiale semiconductoare caracterizate prin rezistivitate mare i care prezint caracteristici asemntoare materialelor magnetice moi sau dure, cu utilizri multiple n informatic, transformatoare de nalt frecven, micromotoare, relee, microgeneratoare, etc.

  • 4.3. Fluxul i tensiunea magnetic[]SI: 1 Wb, (Weber); [Um; Umm]SI: 1 A, sau 1 Asp., (Amper sau Amperspir)Teorema lui Ampere:

    Solenaia:

    Legea circuitului magnetic:

  • 4.4. Circuite magnetice

    Circuite electriceCircuite magneticeTensiunea electric:, [V]Tensiunea magnetic:, [A], [A sp.]Tensiunea electromotoare:, [V]Tensiunea magnetomotoare:, [A], [A sp.]Curentul electric:, [A]Fluxul magnetic:, [Wb]Rezistena electric:, []Reluctana magnetic:, [H-1]Conductana electric:, [S]Permeana magnetic:, [H]Legea lui Ohm:Teorema lui Ampere:Prima teorem a lui Kirchhoff:Legea fluxului magnetic:A doua teorem a lui Kirchhoff:Teorema lui Ampere:

  • 4.5. Legea induciei electromagnetice4.6. Inductiviti4.7. Energia i forele cmpului magneticEnergia magnetic a bobinei de inductivitate L:

    Forele cmpului magnetic:

  • 5.1. Elemente ideale de circuit n regim variabila. Rezistorul ideal

    ; ; ;

  • b. Bobina ideal Pentru bobina real cu rezistena firului conductor, R 0:

  • c. Condensatorul ideal

  • d. Surse ideale de tensiune si de curent e. Teoremele lui Kirchhoff generalizate pentru regim cvasistationar I teoremaa II-a teorema

  • 5.2. Circuite simple n regim tranzitoriua. Regimul tranzitoriu de stabilire a curentului intr-o bobina > 0,
  • - constanta circuitului

  • b. Regimul tranzitoriu de incarcare a unui condensator. > 0,
  • = RC - constanta circuitului

  • 5.3. Regimul permanent sinusoidal5.3.1. Marimi periodice si sinusoidaleImax > 0 este amplitudinea; > 0 este pulsaia; este faza iniial;iar expresia (t + ) poart denumirea de faza mrimii sinusoidale

  • - defazajul mrimilor:1 - 2 1 - 2 = 1 - 2 1 - 2 = 0, mrimi n faz;1 - 2 = , mrimi n opoziie;1 - 2 = /2, mrimi n cuadratur

  • Operaii cu mrimi sinusoidale.Suma a dou mrimi sinusoidale: Multiplicarea cu o constant :. . Derivarea:defazat n fa cu /2