Proiect realizat de elevii clasei 10 B., Grupul Şcolar Industrial Sărmăşag.

Prof. Varga Éva

Rezumatul unităţii de învăţare Aceasta unitate de invatare conţine

comportarea rezistorului, bobinei si condensatorului în curent alternativ, circuite RLC-serie, circiute RLC-paralel, rezonanta curenţilor si tensiunilor, şi puterea curentului alternativ.  

Elevii vor vizualiza prin osciloscop variaţia tensiuni şi intensităţi curentului alternativ cu timpul în diferite circuite de curent alternativ. Ei să familiarizeze cu noţiunea de rezonanţă. La sfârşitul unităţii de învăţare elevii vor fi capabil să rezolve probleme simple cu reprezentarea fazorială şi cu metoda analitică.

Lecţia 1: Comportarea rezistorului bobinei şi a condensatorului în curent alternativ

Rezistorul în curent alternativ este caracterizat,la fel ca şi în curent continu,prin rezistenţa electrică, definită cu ajutorul valorilor instantanee ale tensiuni aplicate şi ale intensităţi curentului care îl parcurge:

1. Rezistorul în curent alternativ:

unde:i=Imsin(ωt+φ0) u=Umsin(ωt+φ0) Intre valoarea maximă (sau efective) a curentului

si valoarea maximă a tensiunii există relatia :

Tensiunea şi intensitatea curentului au aceeaşi fază.

uR

i

mm

UI

R

UIR

Reprezentare grafică

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2-2

-1

0

1

2

t[s]

i[A]

u[V

]

curent

tensiune

2. Bobina în curent alternativ care este rolul bobinei în circuite de curent

continuu?cum se realizează o bobină? care este mărimea fizică cu care se

caracterizează bobina?cum este definită (formula)?ce unitate de măsură are?Dacă intensitatea curentului electric, ce parcurge

o bobina, este variabil în timp, atunci şi câmpul magnetic produs de bobina este variabil în timp.

care este fenomenul care se produce în bobină?

Bobina în curent alternativScrieti formula intensităţii instantanee a

curentului ce parcurge bobina!valoarea instantanee a tensiunii la bornele

bobinei este se poate demonstra ca Um=LωIm ; si

φu=φi+900

care este rolul bobinei in curent alternativ ?reprezentarea grafica

Mărimea fizică ce exprimă opoziţia manifestată de o bobina datorată inducţiei electromagnetice

faţa de trecerea curentului electric se numeşte reactanţă inductivă şi este definită prin relaţia

XL=reactantă inductivă

U=tensiunea efectivă aplicatăbobinei I=intensitatea efectivă ce parcurge bobina Ecuaţia unităţii de măsura pentru reactanţă este .....  ; Relaţia între reactanţă inductivă şi frecvenţă curentului alternativ

este.............. In realitate, o bobina nu are doar inductanţa, ci ăi rezistenţa - de

ce ? bobina este ideală - dacă se neglijează rezistenţa sîrmei bobina este reală, dacă se ţine cont de rezistenţa sârmei bobina ideală este un model fizic Se poate demonstra, că efectul existenţei celor două caracteristici

(rezistenţă şi reactanţă) în acelaşi element de circuit este echivalent cu efectul a două elemente de circuit conectat în serie.

L

UX

I

Probleme

construiţi schema echivalentă a unei bobine reale

Deduceţi relaţia dintre valoarea maximă (şi efectivă) ale intensităţii şi tensiunii!

Scrieţi formula defazajului între intensitate şi tensiune!

Circuitul serie format dintr-o bobină ideală şi un rezistor manifestă o opoziţie faţă de trecerea curentului. Mărimea fizică ce este măsura acestei proprietăţi este numită impedanţă şi este definită prin relaţia.

Z=U/I. Z – impedanţa circuituluiU – tensiune efectivă aplicată circuituluiI – intensitatea efectivă ce parcurge circuitul

Probleme

Scrieţi ecuaţia unităţii de măsură pentru impedanţă!

Care este expresia impedanţei pentru circuitul RL-serie?

Diagrama fazorială pentru circuitul RL-serie este:

IUR

UL

U

f 90°

3.Condensatorul în curent alternativDin ce este alcătuit un condensator electric?Care este mărimea fizică care caracterizează

condensatorul?Ce unitate de măsură are? Cum se calculează capacitatea unui condensator plan?Desenaţi circuitul de curent alternativ care conţine un

condensator electric.Care este intensitatea curentului ce parcurge

condensatorul?Care este formula tensiunii la bornele

condensatorului?

Se poate demnstra că: Um=Im/Cώ φ0u= φ0i- 90 Care este rolul condensatorului în curent alternativ?Desenaşi diagrama fazorială pentru un condensator!Mărimea fizică, ce constituie o măsură a opoziţiei

condensatorului la trecerea curentlui electric se numeşte reactanţă capacitivă şi este definită prin relaţia:

Xc= U/IScrieţi ecuaţia unităţii de măsură pentru reactanţă

capacitivă!Care este relaţia dintre reactanţa inductivă şi frecvanţa

curentului alternativ?

Lecţia 2: Circuite RLC-serie în curent alternativ

Experiment de laborator

Lecţia 3: Circuitul RLC-paralelExperiment de laborator

Lecţia 4: Rezonanţa circuitului RLCRezonanţa circuitului RLC-serie

(rezonanţă de tensiune)Rezonanţa circuitul RLC-paralel

(rezonanţă de curent)

Lecţia 5: Discutarea referatelorÎntocmirea schiţei de recapitulareRezolvarea testului final