Circuite electrice în curent continuu și electrodinamică

CAPITOLUL III

CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT CONTINUU

3.1. Generalităţi

Un circuit electric este constituit dintr-un sistem de corpuri prin care trece curentul electric. Circuitul electric conţine surse şi consumatori (receptoare) de energie electrică. Mai multe circuite electrice interconectate formează o reţea electrică (fig. 3.1).

Figura 3.1. Reţea electrică

R1, R2, R3, R4, R5, R6 – rezistoare; E5, E6, - surse de tensiune electromotoare

O reţea electrică conţine, din punct de vedere topologic: laturi, noduri şi ochiuri. Latura reprezintă o porţiune de circuit formată din elemente conectate în serie, parcurse deci de acelaşi curent şi cuprinse între două noduri. Nodul reprezintă un punct al reţelei în care sunt incidente cel puţin trei laturi. Ochiul (bucla) este un circuit închis format dintr-o succesiune de laturi ale reţelei. Se numeşte sistem de ochiuri (bucle) independente un sistem de ochiuri care cuprinde toate laturile reţelei, fiecare ochi (bucla) diferind de celelalte prin cel puţin o latură.

Într-o reţea electrică cu L laturi şi N noduri, numărul ochiurilor (buclelor) independente O este egal cu:

O = L – N + l (3.1)

În figura 3.1 este ilustrată o reţea cu şase laturi, patru noduri (A, B, C, D) şi trei ochiuri independente.

În teoria circuitelor electrice, problema fundamentală este următoarea: fiind cunoscute valorile surselor de tensiune electromotoare şi a elementelor de circuit se cere să se determine curenţii din laturile reţelei. Determinarea curenţilor în laturile reţelei se face cu ajutorul unor legi şi teoreme fundamentale (legea potenţialului electric staţionar, legea conducţiei electrice, teoremele lui Kirchhoff s.a.).

Orice latura a unei reţele electrice reprezintă un circuit dipolar, adică un circuit electric accesibil la două borne. Circuitele dipolare pot fi active (dacă conţin surse de tensiune electromotoare sau surse de curent) şi pasive (dacă nu conţin surse de tensiune electromotoare sau surse de curent).

3.2. Conectarea dipolilor. Surse echivalente. Rezistenţe echivalente

3.2.1. Conectarea în serie a dipolilor

Un numar oarecare de dipoli conectaţi în serie se poate echivala cu un singur dipol în aşa fel încât: rezistenta dipolului echivalent este egală cu suma rezistenţelor dipolilor componenţi, iar t.e.m. a dipolului echivalent este egală cu suma algebrică a t.e.m. ale dipolilor conectaţi în serie (fig. 3.2).