Dispozitive și Circuite Electrice - DCE

1.Rezistorul este caracterizat printr-o relaţie de proporţionalitate între tensiunea aplicată la bornele sale şi intensitatea curentului ce trece prin el (legea lui Ohm: I = U/R).

Principalul parametru al unui rezistor este rezistenţa nominală. În practică se utilizează rezistoare cu valori ale rezistenţelor standardizate. De obicei, fabricanţii adoptă un şir de valori (10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91, 100) care, înmulţite cu puteri ale lui 10, asigură rezistenţe în limitele 10 W - 10 MW. Prin combinarea (legare serie sau paralel) unora din aceste valori, se pot obţine toate celelalte valori care lipsesc din serie.

2. Legarea în serie a rezistoarelor

Considerăm un număr de trei rezistenţe, R1, R2 şi R3 legate în serie cuplate la o sursă de tensiune U(figura 1.5). Prin circuitul format de cele trei rezistenţe alimentate la tensiunea U va trece un curent I.

Fig.1.5

Căderile de tensiune la bornele celor trei rezistenţe vor fi :

U1 =I∙R1 ; U2= I∙R2 ; U3= I∙R3 ; U = I∙Rech

Dar U = U1+ U2 + U3 rezultă I∙Rech = I∙R1+ I∙R2 +I∙R3

După prelucrare rezultă:

Rech = R1+ R2 + R3 (1.1)

3. Legarea în paralel a rezistoarelor

Considerăm un număr de trei rezistenţe, R1, R2 şi R3 legate în paralel cuplate la o sursă de tensiune U(figura 1.6).

Fig.1.6.

Prin circuitul format de cele trei rezistenţe alimentate la tensiunea U va trece un curent I, care conform legii lui Kircoff se împarte în trei curenţi I1, I2 şi I3. Căderile de tensiune la bornele celor trei rezistenţe vor fi egale.

, , , dar I = I1+I2+I3 rezultă:

sau după prelucrare rezultă

(1.2)

Notă: Ecuaţia de mai sus se poate generaliza pentru n rezistenţe legate în paralel.

4. Condensator

Un condensator este un dipol care poate înmagazina energie electrică, prin intermediul unui câmp electric. Un condensator este caracterizat de capacitatea C, care depinde de constanta dielectrică a materialului izolant (permitivitatea electrică), de suprafaţa plăcilor conductoare A şi de distanţa d, dintre acestea, conform relaţiei:

(1.3)

Simbolul unui condensator şi sensurile de referinţă ale tensiunii şi curentului (convenţia pentru receptor) sunt:

Figura 1.7 - Reprezentarea simbolică a condensatorului şi sensurile de referinţă

Unitatea de măsură a capacităţii C a unui condensator este Farad ( ) şi, ţinând cont de expresia anterioară, este intrinsec, pozitivă. În cazul în care elementul este în repaus, curentul ce parcurge un condensator este direct proporţional cu derivata în raport cu timpul a tensiunii la bornele sale, multiplicată cu C:

(1.4)

Similar inductanţei, o primă observaţie ce se poate face, cu referire la expresia de mai sus, este că, în cazul în care tensiunea este constantă în timp, curentul ce îl parcurge este nul. Aceasta corespunde situaţiei atingerii regimului permanent într-un circuit alimentat în curent continuu (DC); în această situaţie, un condensator este echivalent cu un circuit deschis, deoarece .

Fig.1.8.

În ceea ce priveşte puterea la bornele unui condensator, se poate scrie:

(1.5)

Similar unei inductanţe, semnul puterii la bornele unui condensator depinde de semnele tensiunii şi ale derivatei acesteia; aceasta înseamnă că un condensator poate absorbi sau furniza energie.

Energia care parcurge condensatorul se poate calcula:

, (1.6)

în care este energia înmagazinată la momentul .

Considerând sensurile de referinţă ale tensiunii şi curentului corespunzătoare convenţiei pentru receptor, se observă:

• dacă (tensiunea la borne şi derivata sa au acelaşi semn), condensatorul absoarbe energie, crescând energia înmagazinată;

• dacă (tensiunea la borne şi derivata sa au semne diferite), condensatorul furnizează energie, restituind energia înmagazinată.

Parametrii condensatoarelor

Capacitatea nominală CN(F) reprezintă valoarea capacităţii care se doreşte a se obţine în procesul de fabricaţie şi se marchează în general pe corpul condensatorului.

Toleranţa t(%) reprezintă abaterea reletivă maximă a valorii reale a condensatorului faţă de valoarea sa nominală.

Tensiunea nominală UN (V) este tensiunea continuă maximă sau cea mai mare valoare efectivă a tensiunii alternative care se poate aplica în regim continuu de funcţionare la bornele condensatorului.

Tangenta ungiului de pierderi tgδ, se defineşte ca raportul între puterea activă disipată de condensator şi puterea reactivăa acestuia. Dacă se foloseşte circuitul echivalent al condensatorului prezentat în figura de mai jos tangenta unghiului de pierderi are expresia :

Fig.1.9

(1.7)

Coeficientulde variaţie cu temperastura (K-1) se defineşte prin relaţia :

(1.8)

În cazul unei variaţii liniare a capacităţii cu temperatura se poate folosi relaţia :

Unde mărimile au următoarea semnificaţie :

C25 – valoarea capacităţii la temperatura T25 (250 C)