Circuite serie Circuite serie simple simple

Patrana Ana-MariaPatrana Ana-Maria

Xs2Xs2

Într-un circuit serie, rezistenţa totală Într-un circuit serie, rezistenţa totală este egală cu suma rezistenţelor este egală cu suma rezistenţelor individuale a tuturor rezistorilor din individuale a tuturor rezistorilor din circuit: RTotal = R1 + R2 + . . . Rn circuit: RTotal = R1 + R2 + . . . Rn

Într-un circuit serie, curentul este Într-un circuit serie, curentul este acelaşi prin fiecare component: ITotal acelaşi prin fiecare component: ITotal = I1 = I2 = . . . In = I1 = I2 = . . . In

Într-un circuit serie, tensiunea totală Într-un circuit serie, tensiunea totală este egală cu suma căderilor este egală cu suma căderilor individuale de tensiune pe fiecare individuale de tensiune pe fiecare component în parte: ETotal = E1 + E2 component în parte: ETotal = E1 + E2 + . . . En + . . . En

Curentul într-un circuit Curentul într-un circuit serie serie

Să începem cu un circuit electric format dintr-o Să începem cu un circuit electric format dintr-o baterie şi trei rezistori:baterie şi trei rezistori:

Primul principiu pe care trebuie să-l înţelegem Primul principiu pe care trebuie să-l înţelegem

legat de circuitele serie este păstrarea legat de circuitele serie este păstrarea constantă a valorii curentului în întreg circuitul, constantă a valorii curentului în întreg circuitul, şi prin urmare, prin fiecare component (şi prin urmare, prin fiecare component (prin prin fiecare component va trece aceeaşi fiecare component va trece aceeaşi cantitate de curent electriccantitate de curent electric). Acest lucru se ). Acest lucru se datorează existenţei unei singure căi pentru datorează existenţei unei singure căi pentru trecerea electronilor, iar dacă privim circuitul trecerea electronilor, iar dacă privim circuitul ca un ca un tub cu tub cu mărgelemărgele, putem înţelege de ce rata , putem înţelege de ce rata de deplasare a mărgelelor trebuie să fie aceeaşi de deplasare a mărgelelor trebuie să fie aceeaşi în orice punct al tubului (circuitului).în orice punct al tubului (circuitului).

Legea lui Ohm într-un Legea lui Ohm într-un circuit simplu circuit simplu

După modul în care este aşezată bateria După modul în care este aşezată bateria de 9 volţi în circuit, ne putem da seama de 9 volţi în circuit, ne putem da seama că deplasarea electronilor se va realiza că deplasarea electronilor se va realiza în sens invers acelor de ceasornic în sens invers acelor de ceasornic (atenţie, folosim (atenţie, folosim sensulsensul real real de de deplasare al electronilor în circuit), de la deplasare al electronilor în circuit), de la punctul 4 la 3, 2, 1 şi înapoi la 4. Totuşi, punctul 4 la 3, 2, 1 şi înapoi la 4. Totuşi, avem o singură sursa de tensiune şi trei avem o singură sursa de tensiune şi trei rezistori. Cum putem aplica legea lui rezistori. Cum putem aplica legea lui Ohm în acest caz?Ohm în acest caz?

Un principiu important de ţinut Un principiu important de ţinut minte legat de legea lui Ohm, este minte legat de legea lui Ohm, este relaţia dintre tensiune, curent şi a relaţia dintre tensiune, curent şi a rezistenţă între aceleaşi două puncte rezistenţă între aceleaşi două puncte din circuit. De exemplu, în cazul unei din circuit. De exemplu, în cazul unei singure baterii şi a unui singur singure baterii şi a unui singur rezistor în circuit, putem calcula rezistor în circuit, putem calcula foarte uşor valorile curentului, foarte uşor valorile curentului, pentru că acestea se referă la pentru că acestea se referă la aceleaşi două puncte din circuit.aceleaşi două puncte din circuit.

Din moment ce punctele 1 şi 2 sunt conectate Din moment ce punctele 1 şi 2 sunt conectate împreună printr-un fir de o rezistenţă împreună printr-un fir de o rezistenţă neglijabilă (la fel şi punctele 3 şi 4), putem neglijabilă (la fel şi punctele 3 şi 4), putem spune că punctele 1 şi 2 sunt comune, precum spune că punctele 1 şi 2 sunt comune, precum şi că punctele 3 şi 4 sunt comune între ele. De şi că punctele 3 şi 4 sunt comune între ele. De asemenea, ştim faptul că avem o tensiune de 9 asemenea, ştim faptul că avem o tensiune de 9 volţi între punctele 1 şi 4 (direct asupra volţi între punctele 1 şi 4 (direct asupra bateriei), şi pentru că punctele 1 şi 2 cu bateriei), şi pentru că punctele 1 şi 2 cu punctele 3 şi 4 sunt comune, trebuie de punctele 3 şi 4 sunt comune, trebuie de asemenea să avem tot 9 volţi între punctele 2 şi asemenea să avem tot 9 volţi între punctele 2 şi 3 (direct asupra rezistorului). Prin urmare, 3 (direct asupra rezistorului). Prin urmare, putem aplica legea lui Ohm (I=E/R) asupra putem aplica legea lui Ohm (I=E/R) asupra curentului prin rezistor, pentru că ştim curentului prin rezistor, pentru că ştim tensiunea (E) la bornele rezistorului precum şi tensiunea (E) la bornele rezistorului precum şi rezistenţa acestuia. Toţi termenii (E, I, R) se rezistenţa acestuia. Toţi termenii (E, I, R) se aplică în cazul aceloraşi două puncte din aplică în cazul aceloraşi două puncte din circuit, asupra aceluiaşi rezistor, prin urmare circuit, asupra aceluiaşi rezistor, prin urmare putem folosi legea lui Ohm fără nicio problemă.putem folosi legea lui Ohm fără nicio problemă.

I = E / RI = E / RI = 9 V / 3 kΩI = 9 V / 3 kΩ

I = 3 mA I = 3 mA

Un Un circuit electriccircuit electric este o reţea care realizează o este o reţea care realizează o buclă închisă, realizând astfel o cale de întoarcere buclă închisă, realizând astfel o cale de întoarcere pentru curentul electric. O reţea este o conexiune pentru curentul electric. O reţea este o conexiune dintre două sau mai multe componente, şi poate fi dintre două sau mai multe componente, şi poate fi şi deschisă, nu neapărat un circuit închis.şi deschisă, nu neapărat un circuit închis.

Reţelele electrice care se compun din surse (de Reţelele electrice care se compun din surse (de tensiune sau de curent), elemente liniare(rezistori, tensiune sau de curent), elemente liniare(rezistori, capacităţii - condensatori, inductori) şi elemente capacităţii - condensatori, inductori) şi elemente liniar distribuite ( linii de transmisie a energiei) pot liniar distribuite ( linii de transmisie a energiei) pot fi analizate prin metode algebrice pentru fi analizate prin metode algebrice pentru determinarea răspunsului în DC( Curent Continuu), determinarea răspunsului în DC( Curent Continuu), în AC( Curent Alternativ) sau în regim tranzitoriu.în AC( Curent Alternativ) sau în regim tranzitoriu.

O reţea care conţine, de asemenea şi componente O reţea care conţine, de asemenea şi componente electronice active se numeşte circuit electronic. electronice active se numeşte circuit electronic. Aceste reţele sunt, în general, Aceste reţele sunt, în general, neliniareneliniare şi şi necesită un design şi o analiză mai complexă.necesită un design şi o analiză mai complexă.

Metode de proiectare Metode de proiectare Pentru a construi orice circuit electric, fie Pentru a construi orice circuit electric, fie

analogic sau digital, inginerii electricieni trebuie analogic sau digital, inginerii electricieni trebuie să fie capabili să prevadă tensiunile şi curenţii în să fie capabili să prevadă tensiunile şi curenţii în orice punct al circuitului. Circutele liniare, care orice punct al circuitului. Circutele liniare, care sunt circuite care au la intrare şi la ieşire sunt circuite care au la intrare şi la ieşire aceeaşi frecvenţă, pot fi analizate manual, aceeaşi frecvenţă, pot fi analizate manual, folosind teoria numerelor complexe. Celelalte folosind teoria numerelor complexe. Celelalte circuite pot fi analizate doar cu programe circuite pot fi analizate doar cu programe specializate sau cu tehnici de estimare.specializate sau cu tehnici de estimare.

Programe pentru simularea circuitelor, cum ar fi Programe pentru simularea circuitelor, cum ar fi VHDL sau VHDL sau PSPICEPSPICE, permit inginerilor , permit inginerilor proiectarea circuitelor intr-un timp şi cu costuri proiectarea circuitelor intr-un timp şi cu costuri reduse, nu în ultimul rând eliminând erorile reduse, nu în ultimul rând eliminând erorile uzuale.uzuale.

Legi electrice Legi electrice Un număr de legi electrice se aplică petru Un număr de legi electrice se aplică petru

toate circuitele electrice. Acestea sunt:toate circuitele electrice. Acestea sunt: Legea lui Kirchhoff( pentru curent): Suma Legea lui Kirchhoff( pentru curent): Suma

curenţilor care intră într-un nod este egală curenţilor care intră într-un nod este egală cu suma curenţilor care ies din nodul cu suma curenţilor care ies din nodul respectiv. respectiv.

Legea lui Kirchhoff( pentru tensiune): Legea lui Kirchhoff( pentru tensiune): Suma diferenţelor de potenţial într-o buclă Suma diferenţelor de potenţial într-o buclă de circuit este zero. de circuit este zero.

Legea lui Ohm: Căderea de tensiune pe un Legea lui Ohm: Căderea de tensiune pe un rezistor este egală cu produsul rezistenţei rezistor este egală cu produsul rezistenţei şi al curentului care parcurge rezistorul( la şi al curentului care parcurge rezistorul( la temperatură constantă). temperatură constantă).

Teorema lui Norton: Orice reţea de surse de Teorema lui Norton: Orice reţea de surse de tensiune şi/sau curent şi rezistori poate fi tensiune şi/sau curent şi rezistori poate fi echivalată cu o sursă ideală de curent şi un echivalată cu o sursă ideală de curent şi un singur rezistor în paralel cu acea sursă. singur rezistor în paralel cu acea sursă.

Teorema lui Thévenin: Orice reţea de surse Teorema lui Thévenin: Orice reţea de surse de tensiune şi/sau curent şi rezistori poate fi de tensiune şi/sau curent şi rezistori poate fi echivalată cu o sursă ideală de tensiune şi un echivalată cu o sursă ideală de tensiune şi un singur rezistor în serie cu acea sursă.- Alte singur rezistor în serie cu acea sursă.- Alte legi mai complexe sunt necesare dacă legi mai complexe sunt necesare dacă circuitul conţine componente neliniare sau circuitul conţine componente neliniare sau reactive. Uneori se folosesc metode de reactive. Uneori se folosesc metode de aproximare pentru rezolvarea circuitelor aproximare pentru rezolvarea circuitelor neliniare. Aplicarea aproximărilor generează neliniare. Aplicarea aproximărilor generează un sistem de ecuaţii care pot fi rezolvate un sistem de ecuaţii care pot fi rezolvate manual sau de calculator.manual sau de calculator.