efectul curenefectul curentuluitului 1

5

Click here to load reader

Upload: lilly16elena

Post on 13-Sep-2015

231 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Efectul curentului

TRANSCRIPT

Efectul termic(Joule) const n nclzirea conductoarelor strbtute de curent electric Cel mai mult se nclzesc rezistoarele din crom-nichel (de form spiralat,subiri i lungi ) de la reouri ,radiatoare ,usctoare de pr(de exemplu), i filamentele din wolfram ale becurilor.Cel mai puin se nclzesc cablurile de alimentare(din cupru) ale aparatelor electrice. Cu ct intensitatea curentului electric printr-un conductor este mai mare, cu att mai intense sunt efectele termice ,magnetice i chimice produse. Conductoarele se nclzesc indiferent de sensul curentului electric:dac schimbm polaritatea bateriei din circuitul becului,acesta lumineaz i se nclzete la fel. n caz de scurtcircuit, sigurana fuzibila se topete i curentul electric se ntrerupe, evitndu-se astfel un incendiu sau distrugerea aparatelor electriceAplicaii Produsele folosite la nclzirea industrial, precum i pentru uzul casnic, funcioneaz pe baza efectului Joule-Lenz. Elementul de circuit comun n construcia acestor produse este un rezistor (sau mai multe, grupate adecvat) n care se dezvolt efectul Joule al curentului electric. Rezistorul su (elementul rezistiv care disip cldura) este realizat din nicrom, feronicrom, fecral, kanthal, cromal .a. Aceste materiale sunt rezistente la temperaturi mari, au rezistivitate electric ridicat i un coeficient mare de temperatur al rezistivitii. Efectul termic al curentului electric are multiple aplicaii industriale: cuptoarele nclzite electric, tierea metalelor, sudarea cu arc electric etc. Arcul electric este un curent electric de mare intensitate. La separarea sub sarcin electric a dou piese metalice n contact, densitatea de curent crete foarte mult datorit micorrii zonelor de contact, pe msura deprtrii pieselor i datorit tensiunii electromotoare (t.e.m.) de autoinducie care ia natere la ntreruperea curentului. Datorit efectului Joule-Lenz foarte puternic, metalul este topit local i vaporizat. n condiiile existenei vaporilor metalici i a contactelor puternic nclzite, aerul dintre contacte se ionizeaz i ia natere o plasm fierbinte cu temperaturi de cca. 6.0007.000 K. Sub aciunea diferenei de potenial dintre contacte plasma se deplaseaz, formnd arcul electric; deci curentul electric continu s existe i dup ntreruperea mecanic a circuitului. Din procesele de recombinare ale purttorilor de sarcin, arcul electric elibereaz energie sub form de radiaii luminoase intense. La sudarea metalelor, arcul electric se formeaz ntre un electrod i piesa de sudat; tierea metalelor se realizeaz prin topire local cu arc electric, iar la ntreruperea circuitelor electrice arcul este stins prin metode i dispozitive speciale care favorizeaz procesele de deionizare n coloana de arc. La ntreruptorul cu prghie, pentru a se evita topirea sau distrugerea parial prin arc electric a pieselor de contact, ntre acestea se monteaz n paralel un condensator. Condensatorul se ncarc i preia energia eliberat de cmpul magnetic prin curentul de autoinducie, fr a se mai produce un arc electric. Cnd un material conductor este plasat ntr-un cmp magnetic alternativ, curenii indui determin nclzirea materialului. La frecvene mari nclzirea este mai pronunat la suprafaa materialului conductor; efectul este utilizat la tratamente superficiale ale metalelor i pentru lipire.

Cuptoarele electrice se utilizeaz i pentru topirea metalelor. Dac un dielectric este introdus ntre dou armturi plane, alimentate n curent alternativ, acesta se nclzete din cauza pierderilor de polarizare. Fenomenul este utilizat pentru topirea maselor plastice, la nclzirea mbinrilor din lemn, la nclzirea alimentelor n cuptoarele cu microunde .a. Calculul la nclzirea produs de trecerea curentului electric prin conductoarele aparatelor i mainilor electrice este foarte important: nclzirea nu trebuie s afecteze stabilitatea termic a materialelor izolatoare.

Este reprezentat de apariia unei tensiuni electromotoare de inducie (descris cantitativ de legea induciei electromagnetice Faraday) ntr-un conductor supus aciunii unui cmp magnetic.Efectul magnetic al curentului electric- const n apariia unui cmp magnetic-n jurul conductoarelor strbtute de curent electric- deviind acul magnetic al busolei O bobin strbtut de curent electric se comport ca un electro-magnet: atrage corpurile din fier.Cnd n bobin se introduce un miez de fier, proprietile magnetice sunt mai intense.n apropierea unui conductor strbtut de curent electric acul magnetic al busolei se orienteaz tangent la linia de cmp magnetic- i nu mai indic Nordul.Sensul liniilor de cmp magnetic produs de un curent electric rectiliniu se determin cu regula burghiului.Efectul magnetic depinde de sensul curentului electric: dac inversm polaritatea bateriei din circuit, acul magnetic al busolei deviaz n sens invers.

Efectul chimic const n apariia unor transformri chimice n substantele lichide conductoare strbtute de curent electric i depunerea unei mase(m) de substane chimice la electrodul negativ(catod)- Efectul chimic(Electroliza) are numeroase aplicaii:-Obinerea si purificarea metalelor(aluminiu,cupru)-Argintarea unor obiecte(lnioare ,etc)-Realizarea unor materiale care nu ruginesc(tabla zincat) -Realizarea discurilor de pick-up-Instalatie de electroliza Disociatia electrolitica este separarea substantelor ionice in ioni pozitivi si negativi, iar dirijarea acestora spre electrozi se numeste electrolizaAplicaii Electroliza este utilizat pentru obinerea metalelor pure (Cu, Ag, Al, Zn, Pt) n galvanoplastie, galvanostegie. Obinerea metalelor pure prin rafinare se realizeaz prin electroliza cu anod solubil unde metalul este transferat de pe anodul impur pe catodul realizat sub forma unei lame sau a unui fir foarte pur. Aluminiul pur se obine din praf de alumin (Al2O3), care se topete ntr-o cuv cu perei din grafit, acesta constituind catodul. Anodul este un electrod din grafit. n urma electrolizei ionii de Al3+ se depun pe pereii cuvei. Prin electroliz se obine i cuprul electrotehnic de mare puritate. Galvanoplastia const n depunerea unor straturi metalice subiri pe obiecte metalice n scop de protecie sau decorativ (nichelare, cromare, argintare, aurire etc.) Galvanostegia const n depuneri electrolitice de metal pe mulaje din materiale plastice (sau cear), impregnate cu un strat de grafit, pentru a le face conductoare. Mulajul este montat la catod i dup depunerea metalului se ndeprteaz materialul mulajului. Se obin astfel reproduceri foarte fidele ale formei unor obiecte (sculpturi, alte opere de art).

Fenomenele electrice joaca un rol important in multe din procesele fiziologice care au loc in organismele vii. In plus pot influenta in rau sau in bine functionarea acestora.In primul rand trebuie sa mentionam propagarea impulsurilor nervoasa. Fibra nervoasa are in alcatuirea ei o membrane cilindrica ce contine in interior un fluid conductor (un electrolit), iar in exterior este inconjurata tot de un fluid conductor. Printr-un mecanism similar celui care se manifesta in pila voltaica, intre cele doua fluide se mentine o diferenta de potential de aproximativ 0,1 V.In prezenta unui impuls nervos, membrana devine mai permeabila pentru ionii din cele doua fluide electrolitice care o strabat si, in consecinta, determina o scadere locala a diferentei de potential (care se manifesta ca un fel de bariera pentru impulsul nervos). Dupa trecerea impulsului nervos membrana revine la starea initiala si diferenta de potential se restabileste. Fenomenul de propagare a impulsului nervos mai prezinta si in prezent multe aspecte insuficient intelese si explicate.Datorita naturii electrice a mecanismului de propagare a impulsurilor nervoase corpul omenesc este foarte sensibil la actiunea curentilor electrici din exterior.Reprezentarea grafica a dependentei de timp a tensiunii care apare intre doua puncte de pe suprafata corpului omenesc ca efect al activitatii inimii este cunoscuta sub numele de electrocardiograma (ECG), iar aparatul utilizat este numit electrocardiograf. Prima electrocardiograma a fost realizata in 1889 de A. Waller. In Romania, electrocardiografia a fost introdusa din 1920 de D. Danielopolu.In mod similar, reprezentarea grafica care apare intre doua puncte de pe suprafata capului ca efect al activitatii electrice a creierului uman este cunoscuta sub numele de electroencefalograma (EEG). Prima electroencefalograma a fost realizata in 1924 de psihiatrul german Hans Berger, iar in Romania de marele neurolog Gheorghe Marinescu in 1934.