Legile lui Kirchhoff exprimă modul de conservare a energiei electrice într-un circuit electric. Au fost

enunțate și dezvoltate de fizicianul german Gustav Robert Kirchhoff. Aceste teoreme se aplică în

cazul rețelelor (circuitelor) electrice în curent continuu. O rețea electrică (circuit electric) e compusă

din: ramuri de rețea (circuit), noduri de rețea (circuit) și ochiuri de rețea (circuit).

Nod de rețea: reprezintă locul unde se întâlnesc cel puțin 3 conductoare ramuri (laturi) de rețea.

O ramură de rețea reprezintă o distanță unilaterală conductoare dintre 2 noduri sucesive.

Ochi de rețea: reprezintă un traseu închis, incluzând cel puțin două noduri, format de laturi de

rețea pornind dintr-un nod și întorcându-se în același nod.Prima rgula a lui Kirchhoff: Suma algebrica a intensitatilor curentilor ce se intilnesc intr-un nod al unei retele electrice este egala cu zero. Conform primei teoreme a lui Kirchoff, numarul de ecuatii corespunde numarului de noduri fara unu.

A doua regula a lui Kirchoff: suma algebrica a tensiunilor electromotoare ce actioneaza intr-un ochi de retea este egala cu suma algebrica a caderilor de tensiune pe toate receptoarele aceluiasi ochi de retea. Conform acestei teoreme, numarul de ecuatii corespunde numarului de ramure fara numarul de ecuatii alcatuit conform primei teoreme.

Legea lui Ohm sau legea conducției electrice, stabilește legăturile între intensitatea curentului electric (I) dintr-un circuit electric, tensiunea electrică (U) aplicată șirezistența electrică (R) din circuit.

Legea lui Ohm se aplică pentru conductori electrici la capetele cărora se aplică tensiuni electrice.

Legea lui Ohm spune că într-un circuitintensitatea (I) curentului electric este direct proporțională cu

tensiunea aplicată și invers proporțională cu rezistența (R) din circuit. Formula matematică a legii lui

Ohm este:

unde:

I este intensitatea curentului, măsurată în amperi;

U este tensiunea aplicată, măsurată în volți;

R este rezistența circuitului, măsurată în ohmi.

Circuit electric- reprezintă un ansamblu constituit dintr-o sursă de energie , dintr-un receptor(consumator), fire de conductoare ce leagă sursa cu receptorul iar elementele electomagnetice se descriu prin aplicarea notiunilor tensiune si curent. Circuitul electric, grafic se reprezinta printr-o schema electrica constituita din elementele active si passive. Ca elemente active se considera sursa de energie electrica, sursa de tensiune (generatorul, acumulatorul, pila), sursa de current.

Sursa de energie- este dispozitivul destinat transformarii energiei mecanice , chimice, termice, in energie electrica. Ca elemente pasive se considera rezistenta activa, inductivitatea, capacitatea.

Curentul electric- este deplasarea ordonata si organizata ale particulelor incarcate electric sub actiunea cimpului electric (electronii, ionii)

Intensitatea curentului caracterizeaza cantitatea sarcinii electrice ce trece prin sectiunea conductorului intr-o unitate de timp.

Tensiune- diferenta de potential dintre 2 puncte.

Potential- lucru efectuat de cimpul electric la deplasarea unei particule incarcata pozitiv egala cu unitate dintr-un punct dat al cimpului la infinit.

Sursele de energie, sunt 2 tipuri de surse:1.)Sursa de tensiune;2.) Sursa de current.

Sursa de tensiune- este sursa la care forta electromotoare nu depinde de intensitatea curentului.

Sursa de curent- este sursa de energie la care intensitatea curentului nu depinde de tensiune.

Elementele pasive( R, L, C)

Rezistenta activă(rezistorul)- este elementul ideal in care are loc transformarea ireversibila a energiei electrice in caldura. Deosebim elemente active linear si neliniar.

Inductivitatea- este elementul ideal ce se apropie de o bobina in care are loc inmagazinarea cimpului magnetic.

Inductivitate mutuală- coeficientul ce caracterizeaza raportul dintre fluxul magnetic ce intersectă spirele bobinei secunde față de curentul ce trece prin bobina primară.

Condensator(capacitatea)- este elementul ideal care după proprietățile sale se apropie de un condensator in care are loc înmagazinarea energiei cîmpului electric.

Inductanța-este mărimea caracteristică unui circuit electric egala cu raportul dintre fluxul magnetic care străbate suprafața mărginită de conturul unuia dintre circuite și intensitatea curentului electric care produce acest flux.

Deosebim urmatoarele regimuri:

1.)Regim mers la gol;2.) Regim scurtcircui;3.) Regim nominal;4.) Regim adaptat.

Regim mers la gol- este regimul la care rezistența sarcinii tinde la infinit.

Rgim adaptat- este regimul de functionare la care rezistenta sarcinii este egala cu rezistența interna a circuitului. La acest regim puterea atinge valoarea maximal iar randamentul 50%.

Regimul de scurtcircuit într-o reţea este caracterizat de faptul că prin dispariţia sarcinii electrice a receptorului sursa va fi conectată numai pe reţeaua de legătura, care are o impedanţă relativ mica şi un pronunţat caracter inductiv (X >> R).

Electrizarea reprezintă ionizarea mediului.

Potential electric- se numeste lucrul efectut de cimpul electric la deplasarea unei unitati de sarcina electrica pina la infinit(pină la pămînt). Potential este posibilitatea de a efectua un anumit lucru.

Tensiunea electrică- este lucrul efectuat de cîmpul electric la deplasarea unei unități de sarcini dintr-un punct al cîmpului electric in altul.

Calitativ current electric se numeste miscarea ordonata a sarcinilor sub influența cimpului electric.

Rezistenta electrică este rezistenta opusa de un conductor curentului electric.

Circuit electric- reprezinta totalitatea elementelor(sursele si consumatorii) conectate intre ele prin conductoare in o anumita schema.

Nod electric- reprezinta punctual de unire a 3 sau mai multe ramure.

Ramura- reprezinta partea circuitului cuprinsa intre 2 noduri in care toate elementele sint conectate in serie si sunt parcurse de acelasi current.

Circuit electric compus- circuitul electric ce contine 2 si mai multe surse de energie.

In electrotehnica se aplica urmatoarele principii:

1.)Principiul superpozitiei;2.) principiul substituirii unei sarcini prin sursa de energie;3.) principiul reciprocității.

Principiul superpoziției- constă în descompunerea unui circuit electric compus in circuite simple cu determinarea curentilor in ramurile circuitului prin aplicarea metodei de superpozitie; in conformitate cu metoda superpozitiei in ramurile circuitului se determina prin suma algebrica a curentilor partiali determinati de la fiecare sursa aparte.

Principiul substituirii- constă în substituirea unei rezistente printr-o sursa de energie cu forta electromotoare egala cu tensiunea de pe aceasta portiune si dirijata in directia opusa directiei curentului din aceasta rezistență.

Principiul reciprocitatii- constă că curentul din ramura ,K, creat de sursa de energie din ramura ,m, este egal cu curentul din ramura ,m, Im creat de sursa de energie din ramura ,K, de oarece valorile fortelor electromotoare sunt egale si conductanțele mutual de asemenea sunt egale.

Metoda GET(Generator echivalent de tensiune)- aceasta metoda este aplicata in cazul cind este necesar de determinat curentul (tensiunea) intr-o singura ramura, fara determinarea celorlalti curenti.

Diagrama potentialelor- reprezinta un ansamblu de puncte pe un plan ce caracterizeaza potențialele punctelor circuitului dat. Pe planul respectiv avem pe axa apciselor valorile rezistentelor respective iar pe axa ordonatelor avem potentialele punctelor circuitului dat.

Curentul electric alternative- este curentul ce variaza periodic conform legii sinusului in functie de timp, Curentul alternative este larg aplicat deoarece are unele avantaje:posibilitatea de a fi transformat si posibilitatea de a fi transportat cu pierderi mici (tensiune inalta). Generatorul de current alternative este simplu in constructie, elementele curentului alternative (transformatorul, motorul) sunt simple in constructive si economice in exploatare.

In circuitele electrice de current alternative deosebim 2 fenomene:

1.) Fenomenul de autoinductie2.) Fenomenul de inductie mutuala

Fenomenul de autoinductie- este fenomenul la care forta electromotoare induse este rezultatul variatiei fluxului magnetic creat de curentul ce parcurge acest circuit.

Fenomenul de inductie mutuală- este fenomenul la care fortele electromotoare induse este rezultatul variatiei fluxului magnetic creat de curentul ce parcurge un alt circuit.

La baza principiului de functionare al generatorului se afla legea inductie electromagnetice, Legea lui Faraday:

Valoare medie- este valoarea intensitatii curentului determinata pentru o alternanta.

Valoarea eficace a intensitatii curentului- este valoarea egala cu valoarea intensitatii curentului continuu ce degaja aceeasi cantitate de caldura ce si curentul alternativ pentru una si aceeasi perioada de timp.

Diagrama vectoriala- caracterizeaza un ansamblu de vectori pe un plan ce reprezita functii sinosoidale de timp si depusi cu luarea in consideratie a orientarii unuia fata de altuia in dependenta de faza initiala. La calculul marimilor circuitului de curent alternativ este construi pe diagrama vectoriala.

Factorul de putere- caracterizeaza partea utila de la puterea totala si se determina prin expresia: cos Fi=P/S. Factorul de putere este definit ca raportul dintre puterea activa P si puterea aparenta S a sistemului.

Masurile de ameliorare ale factorului de putere :1.)reale2.) artificiale

Masuri reale:1.) Alegerea corecta a motorului electric, respectarea parametrelor;2.) Reparatia calitativa a motorului electric;3.) Excluderea functionarii in regim mers la gol(motorul electric);4.) Substituirea a 2 transformatoare printr-un singur transformator.

Masuri artificiale:1.) Crearea sursei de putere reactiva nemijlocit in apropierea consumatorilor de putere reactiva.

Factorii de putere au o importanta deosebita in electroenergetica, el influentiaza asupra pierderilor de putere in retea.

Rezonanta electrica- reprezinta fenomenul la care frecventa circuitului oscilant constituit din inductivitate si capacitate corespunde frecventei tensiunii aplicate, din punct de vedre electro-tehnic, rezonanta electrica este fenomenul la care impendanta de la intrare este marime pur activa.

Deosebim 2 tipuri de rezonanta:de tensiune-are loc prin legare in seriede curent

Rezonanta electrica cu legare in serie poarta denumirea de rezonanta tensiunilor deoarece tensiunile pe portiunea cu inductivitate si pe portiunea cu capacitate la momentul de rezonanta sunt egale si pot depasi tensiunea aplicata.

Bilantul puterilor:puterile generate: PG=E1I1+E2I2+E3I3

Puterile consumate: p=U*I=I2RPC=I1

2R1+I22R1+I3

2R3+I42R4+I5

2R5+I62R6

Bilantul Puterilor: PG-PC=0(eroare pina la 5%)

Metoda simbolica:

Metoda simbolica este aplicata la calculul circuitelor electrice de curent alternativ monofazat si trifazat deoarece ne permite sa trecem de la ecuatii integral-diferentiale fata de valori instantanee la ecuatii algebrice față de valori eficace complexe. In conformitate cu metoda simbolica, functia sinosoidala de timp se prezinta printr-un vector iar vectorul la rindul sau printr-un punct pe planul complex (punctul caracterizeaza extremitatea vectorului).

Metoda superpozitiei- consta in aducerea unui circuit compus la mai multe circuite simple. Pentru circuitele simple se determina curentii in ramurile acestuia utilizind metodele simple de calcul:1.) Legea lui Ohm;2.) Metoda transfigurarii;3.) Metoda ramificării.