56

Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 1/56

 

Page 2: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 2/56

 

K. G. Jackson :i E L E C T R IC IT A T E.:

:i A

Intrebiri."

.; $1 raspunsurl:i;;

. :; Traducere din limba englezc

.. :i

1 2 9.:

i.. :

i,;

i.. :

i.. :

:;,; .

i.. :

i,;

I

t.:

i,;

1 ~

j

,;

i,;

i,;

;;. .I .:I

i

f .:

i.:

i

~

.. :Editura tehnicd

i.: Bucuresti .; 1975

Page 3: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 3/56

 

K. G. lockson - Questions and answers on erectricity

Copyright @ Butterworth & : Co. limited. London

Traducere: Dr. ing. GH. COSTACHE

ing. MARIN SAMPALEANU

Redactor: CONSTANTIN MINEATehnoredactor: VALERIU MORARESCUCoperta: CONSTANTIN GULUTA

Bun de tipar: 30.09.19i~.Coli de tipar : 6,75.Tiraj: 50.700+70 ex. brosate,

C.Z.: 621.3.

Tiparul executat sub corn. nr. 321,la Intreprinderea polrgraftca "Crl$ana",

Oradea, str. Moscovei nr. 5.Republica Socialista Romania

Prefata

Cunoasterea $i aplicarea electricitiiiii este un factor

comun $tiintei si tehnicii. De cete mai multe ori, pregati-

rea noostrii In utilizarea eleciricitiiiii este relativ redusii.

La terminarea scoii; s'intem pur $i simplu uluiti de notiu-

nile abstracte, reprezentate de ecuaiii $i principii care par

- a nLLavea legatura directa cu lumea plinCi de inasini ce

[unctioneazo. dupa reguli rigide, a caror inieleqere e ne-

,::;eSQTaentru utilizarea lor corectii.

Seoput prezentei ciirti este a introducere in elecirici-

tate, 'in forma ei cei mai des intilnita, $i prezentarea in

qenerai a principalelor ei oplicaiii. Autorul a ciiutat rea-

iizcrea unei leqiituri intre un tratat teoretic, care umorii

prizele, tiuliile $i siuiura electricii, $i un manuai teimic,

care nu explicii de ce [enomenele sint a$a cum sint, Car-

tea este tiestinatii aiit tiiuirului cititor care doreste sa.

deoirui inginer electrician, cit $i muncitorului electrician

care vrea sa. s iie mai mult despre ce iucreazii.

Cum amiinuriiele nu pot fi tratate inir-o carte de di-

mensiunea acesteia, ateniia autorului a fast concentratii

asiipro. principiilor de baza $i a principalelor aplicciii ale

electricitiitii.

Primele capitole, care raspurui intrebiirilor cu priuire

Labazele electriciiiiiii, curentul continuu $i curentul alter ..

nativ, se ociipii de generarea $i distribuirea energiei elec-

trice. Urmeazii apoi intrebiiri $i riispunsuri legate de apli ..

caiiile electriciiiitii la inciiizire $i iluminare, urmate de

3

 

Page 4: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 4/56

prezentarea motoarelor de curent continuu $i altemaii».

Capitolui final se ocu.pa de fenomenele electrolitice, ca

mod de producere a electricitCitii §i ca aplicatie a ei. Fie-·

care capitol se siirseste, acolo unde este ctizul., cu pre-

zentarea problemelor noi legate de coniinuiui lui.

Autorul

Cuprins

1. Introducere . . .

2. Curentul electric .

5

1534

51

63

i491

3. Producerea energiei electrice

4. Transportul ~i distrlbutlc energiei electrice

5. Incalzirea ~i i luminarea electrice

6. Motoare elect rice

7. Electroliza

Anexa

i Introducere

Ce este sarcina electrica?

Sarcina electrica este una din proprietatile de baza

ale mater iei. Toate materialele sint formate din atomi,

fiecare din ei fiind compus din nucleu, care contine pro-

toni si neutroni, si electroni plasati pe diverse orbite in

jurul sau. Numarul de protoni din nucleu deterrnina na-

tura atomului. Daca exista un singur proton, atornul este

Ide hidrogen; daca sint douazeci si noua, atomul este de

)2S l-__ -II---tt''\mI\

2-_----\\:-""\\'\'\"11

Fig. 1. Sectiune prin modelul atomului decupru. Atomul are 2 electroni pe primulinvelis, 8 pe al doilea, 18 pe al treilea siun electron de valenta pe ultimul. Nucleul

contine 29 de protoni ~i 30 de neutroni.

5

 

Page 5: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 5/56

cupru; daca sint nouazeci ~i doi, atomul este de uraniu.

Fiecare proton are 0 sarcina electrica elernentara egala si

de semn contrar sarcinii electronului, Se considera c a . sar-cina protonului este pozitiva, iar sarcina electronului _.

negativa. Neutronii nu au sarcina electrica, prezenta lor

in nucleu afectind numai masa atomului. Sarcina totala

a nucleului este egala cu sarcina totala a electronilor ce-l

inconjoara, astfel Incit atomul este neutru din punct de

vedere electric.

Figura 1 reprezinta un atom de cupru cu douazeci si

noua de electroni orbitali, orbitele fiind astfel dispuse in-

cit forrneaza patru paturi in jurul nucleului. Patura ex-

terioara contine un singur electron.

Savantii atomist! afirma existenta mai multor parti-

cule subatomice, altele decit protonii, neutronii si elec-

tronii, noi particule "Hind pe cale de a fi descoper ite. To-

tusi, particulele de baza, descrise anterior, sint cele care

ne iritereseaza in teo ria simpla a electricitatii.

Ce este un curent electric?

Un curent electric este 0 miscare a sarcinilor electrice.

In unele materiale, electronii sint puternic legati de nu-

eleele lor; in altele, ei sint mai slab Iegati de nuclee, ast-

Iel incit electronii aflati pe orbitele departate scapa desub influenta nucleului, devenind liber iin material.

Electronul de pe orbita exter ioara a atornului de cu-

pru din fig. 1 poate user sa paraseasca atomul de cart:'

este legato In mod normal, intr-o bucata de cupru se aila

un mare nurnar de electroni liberi.

Atomii care au pierdut unul sau rnai multi electroni

au 0 sarcina reziduala pozitiva, Iiind numiti ioni. Elec-

tronii liberi sint sarcini negative izolate. Substantele in

care exista multi electron! liberi se numesc coiuiucioare,

6

iar cele in care electronii sint strins legati de atomi se

numesc izolante.

Daca electronii liberi dintr-un conductor sint facuti

sa se deplaseze in aceeasl directie, miscar ea lor constitute

lin curent electric.

F lu x d e e le ct ro m

I o n a o c t o r

If Sensu/

( c O f / v e n t l o n a l

M i sc a re a 1 0 m /o r

if) lotfrlorul

beier te ,

Fig. 2. Fluxul de electroni prin conduc-tor : ; ; i baterie.

Cine determina fluxul dirijat de electroni?

Daca cele doua borne ale unei baterii electrice sint le-

gate la capetele unei bare conductoare, pot determina prin

aceasta un flux dirijat de electroni, Daca bara este de cu-

pru, electronii negativi VOl' fi atrasi de borna pozitiva, in

tirnp ce borna negativa a bateriei va genera continuu alti

electroni, pastrind in acest fel un flux constant prin con-

ductor, asa cum este aratat in fig. 2.

In locul bateriei, fluxul dirijat de electron! poate fi de-

term inat de un cimp magnetic aplicat pe conductor, asa

cum se Intirnpla in cazul dinamului. Alte forme de ener-

7

 

Page 6: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 6/56

gie, cum sint cea terrnica (la un terrnocupl u) si cea lumi-

noasa (la 0 fotocelula), pot fi utilizate pentru prcducerea

fluxului dirijat de electroni. Aceste aspeote vor fi tratate

In capitolul 3.

Care este sensul curentului?

Cei mai vechi cercetatori in fenomenele electrice, ne-

cunoscind interpretarea curentului ca flux de electroni,

au presupus sensul curentului electric de -la borna pozi-

tiva la cea negativa a bateriei. Acesta este sensul con-

ventional al curentului. Fluxul de electroni este dirijat,

insa, in sens invers. Deci, va trebui sa Iacem deosebirea

intre curentul conventional si Iluxul dirijat de electroni.

Ce este electricitatea statica?

Electricitatea produsa de sarcini irnobile se numeste

statuxi. Prin frecarea a doua obiecte se produce un trans-

fer de electroni de pe unul pe celalalt, astfel incit unul se

Incarca pozitiv, iar celalalt negativ (sistemului format din

·cele doua corpuri nui s-a dat nici 0 alta sarcina exte-

rioara, din care motiv sarcina pozitiva rezultanta este

egala si de semn contrar cu cea, negative).

Daca unul din cele doua obiecte este un material izo-

lant, sarcina electrica se acurnuleaza pe suprafata sa. De

exernplu, daca un stilou de plastic este frecat cu 0 bucata

de stofa, el va acumula sarcina negative si va atrage mid

bucatele de hirtie. Hirtia se va incarca pozitiv si se Vel

orienta spre stilou. Sarcin ile electrice actioneaza similar

poliIor magnetici; sarcinile de acelasi semn se resping,

iar cele de sernne contrare se atrag. Daca un corp con-

ductor izolat, Incarcat negativ, este atins cu mina, atunci

sarcina lui trece spre pamint sub forma unui curent elec-

tric foarte slab.

Cea mai veche sursa de electricitate au constituit-o

masinile electrostatice cu frictiune, singura forma de elec-

tricitate cunoscuta pina in secolul XVIII fiind cea statica.

Principiul generatorului Van de Graaff, 0 var ianta mo-

derna a masinii electrostatice, capabil sa acumuleze 0 sar--

cina foarte mare este prezentat in figura 3.

Rezisto(' Of' ('gO/i l l 'ea

CLll ' l 'nbtJ/u/ 80ma de

i ni l/ U t e ns iL if leBarJ corolla

8 il ra c o/ ec to sr e

C%an.} izo/atoare

C//rea izoiat7ta

Borna de

pamin t

Trat7sfol'mil6of'

r eoresor

Fig. 3. Principiul generatorului Van de Graaff. Sar-cina electrica este purtata de curele izolatoare pe

sfere izolatoare de acumulare. '

De ce se produce fulgerul?

In anumite conditii atmosferice, un nor se incarca cu

eJectricitate statica. Curentii de aer deplaseaza picaturile

de apa si cristalele de gheata in interiorul norului, prin

frecarea lor rezultind 0 sarcina electrica care se acumu-

leaza pe partea de jos a sa. Aceasta sarcina (de obicei ne-

gativa) induce 0 sarcina de semn opus pe suprafata pa-

mintului. Cind tensiunea (vezicapitolul 2) dintre nor si

9

 

Page 7: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 7/56

pamint atinge citeva milioarie de volti, apare 0 descar-

care luminoasa, numita traznet (descarcarea produsa in-

tre nori e numita fulger).

Cum functloneaza paratraznetul?

Paratraznetul reprezinta 0 cale artificiala de scurgere

a sarcinii electrice la parnint. Forma si pozitia paratraz-

netului este astfel aleasa incit sa atraga traznetul mai

bine decit celelalte obiecte din apropiere.

Sarcina negativa a norului din apropierea par atraz-

netului induce pe acesta 0 sarcina pozitiva. Paratraznetul

este construit dintr-un conductor ascutit, sarcinile fiind

concentrate in virf. Datorita oimpului electric puternic,

aerul din apropierea paratrazrietului se ionizeaza. Cind

aerul ionizat ajunge la norul incarcat, se produce des-

carcarea prin paratraznet la parnin t.

In acest fel este evitata producerea trazrietulu i pe

obiectele apropiate, descarcarea Iacindu-se prin cablul de

cupru al paratraznetului si apoi prin placa de cupru Ie-

gata la pamint.

Ce este un condensator?

Este un dispozitiv de acumulare a sarcinii electrice.

eel mal simplu condensator este format din doua pliici

metalice separate printr-un dielectric, un material izolator

asa cumeste si aerul. In figura 4 sint prezentate citeva

tipuri de condensatoare. Daca intre placile condensate-

rului, numite arrnatur i, se conecteaza 0 baterie electrica,

ele vor ramine incarcate. In momentul conectarii apare

in firele de conexiune un curent electric pina cind anna-

turtle se incarca complet. Capacitatea unui condensator

10

de a retine sarcini electrice (rnasurata in jarazi) poate .fi

mar ita prin cresterea suprafetei armaturilor, prin micso-

rarea distantei intre ele sau prin inlocuirea dielectricului.

Care sint materialele utilizate ca dielectrici?

Materialele dielectrice utilizate in mod obisnuit pentru

condensatoarele folosite ip radio si echipamente electro-

nice sint ceramica, mica, materialele plastice, hirtia si ae-

C o m j e n s Q G o r

Clilfldrtc

A'no I

'~ f7ra. ! iurau

Fig. 4. Citeva condensatoare obisnuite,Constructia infasurata cu doua folii me-talice separate de un dielectric este uti-lizata la condensatoarele mici de radio

:;;i la cele industriale de putere.

rul. Se mai intilnesc condensatoarele electrolitice, careau drept dielectric 0 pelicula subtire de oxid depusa pe

una din arrnaturi prin electroliza (vezi cap. 7). Condensa-

toarele electrolitice au capacitati mari comparativ cu di-

mensiunea lor redusa. In industria se utilizeaza conden-

sa-toare care C J . U ca dielectric hirtia uleiata,

Ceeste permitivitatea unui material?

Este 0 masura a calitatii lui de a retine sarcina elec-

trica. Numeric, este raportul intre capacitatea unui con-

11

 

Page 8: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 8/56

densator care are drept dielectric ace1 material si capaci-

tatea aceluiasi condensator cu aer intre armaturi. Acest

raport este numit pennitivitate relatiuii ~i este constant

pentru un material dat, inconditii fizice date.

Capacitatea unui condensator avind ca dielectric un

cup cu latura unitara este egala cu permitivitatea GLbso-luta a dielectricului. Permitivitatea absoluta a unui di-

electric este numeric egala cu produsul intre perrniti vita-

tea relativa a materialului si permitivitatea absoluta a

aerului.

Mica are constanta dielectrica aproape 7, iar hirtia 6.

Oxidul de tantal are 0 constants die1ectrica apr oxirnativ

11, in timp ce materiale1e ceramice pot atinge valori de

peste 15000.

Care materiale sint izolatoare?

Materiale electrice bune izolatoare sint: aerul, sticla,

hirtia, lemnul uscat, ceramica, asbestul, cea mai mare

parte ,a materialelor plastice si cauciucul. Apa pura nu

este conducatoare de electricitate, dar 0 mica impuritate,

acida sau alcalina, dizolvata in ea 0 transforrna intr-un

electrolit, adica Intr-un lichid conductor (vezi cap. 7).

Caracteristicile unor materiale izolatoare sint prezen-

tate in anexa.

Care materiale sint conductoare?

Oricare din materialele care contin un mare numar de

electroni Iiberi. Bune conducatoare de e1ectricitatesint:

aluminiul , alama, cuprul, aurul, plumbul, mercurul, pla-

tina, argintul si cositorul. Conductoarele electrice obisnuite

sint confectionate din cupru 9i aluminiu foarte pur.

Proprietatile unor materia1e conductoare sint prezen-

tate in anexa.

12

Variaza conductibilitatea electrica cu temperatura?

Da, pentru cele mai multe dintre materiale. In gene-

ral pentru conductoare ea descreste la cresterea tempera-

turii. Exceptie fac carbuncle si electrolitii, pentru care let

fel ca la majoritatea nemetalelor, conductibilitatea creste

1a ridiearea temperaturii.

Cum influenteaza temperatura domeniul de utilizare-

a izolatoarelor?

In mod obisnuit, trebuie sa stim daca izolatorul ales

corespunde temperaturii la care va lucra. Se definesc in

acest scop urmatoarele clase de izolatie: .

- clasa Y de izolatie, satisiacatoare pina la 90°C. Hir-

tia, bumbacul si matasea netratate fac parte din aceasta

clasa;

- clasa A de izolatie, utilizata pina la 105°C. Aici sint

incluse hirtia, bumbacul si matasea impregnate;

- clasa E de izol atie corespunde temperatur ilor pina

Ia 120°C. Hirtia si tesaturile impregnate fac parte din ea;

- c1asa B de izolatie, utilizata pina la 130°C. Ea CD-

respunde materialelor folosite in transformatoare si mo-

toare electrice ~i din ea fac parte asbestul, mica si POl'-

telanul; .- clasa F de izolatie corespunde temperaturilor pma

la 1'55°C, clasa H celor pina la 180°C, iar c1asa C tempe-

raturilor mai mari de 180°C. In toate aceste c1ase sint

incluse diverse varietati de sticla, mica ~i portelan.

Ce este un semiconductor?

Un semiconductor difera de alte materiale electrice

conductoare prin Iaptul ca factori aditionali pot influerita

trecerea curentului prin el. Conductibilitatea sa electrica

13

 

Page 9: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 9/56

se situeaza Intre cea a unui conductor si cea a unui izo-

lator si creste la ridicarea temperaturii.

Proprietatile sale electrice sint rezultatul structurit

sale cristaline si a prezentei impuritatilor. Majoritatea se-

miconductoarelor, in stare pura, sint izolatoare, dar intro-

ducerea Impuritatilor creeaza un surplus de electroni (se-miconductor de tip n) sau 0 Iipsa de electroni (semicon-

ductor de tip p), fiecare din aceste stari perrnitind trecerea

curentului electric. Semiconductoarele utilizate in mod

obisnuit sint germaniul, siliciul, seleniul, oxidul de cupru,

sulfur a de plumb, arseniura de galiu, fosfura de galiu si

carbura de siliciu.

Ce este supraconductivitatea?

La temperatura zero absolut (-273°C), atomii i~i in-ceteaza vibratiile si electronii liberi pot trece prin mate-

rial fara nici' 0 pi~dica. Astfel in metalele racite Jn jurul

lui zero absolut (aproximativ -268°C), curentul electric

continua sa existe chiar dupa intreruperea sursei de ener-

gie. Acest fenomen este cunoscut sub numele de supra-

conductivitate. Spre deosebire de metale, semiconductoa-

rele aflate la temperaturi joase au conductihilitate redusa.

i Curentul electric

Ce este amperul?

Arnperu] (simbol A) este unitatea de rnasura a curen-

tului electric. Este denumit dupa numele fizicianului fran-

cez Andre Ampere, care s-a ocupat cu studiul conductoa-

relor parcurse de curent. Am.perul. internoiionat a Iost

definit in functie de efectele electrolitice ale curentului

electric (vezi cap. 7). EI reprezinta valoarea unui curent

constant care, trecind printr-o solutie de azotat de argi~

depune la catod ,0,001118 grame de argint pe secunda. In

anul 1948 el a fost inlocuit cu curiperui absolut, definit pe

baza Iortei exercitate intre doua conductoare paralele,

parcurse de curent. In cazul in care cele doua conductoare

au lungimea de un metru si sint plasate in aer (sau in

vid), la trecerea unui curent de un amper absolut, intre

ele se exercita 0 forta de 2X10-7 N. Arnperu] internatio-

nal este 0,99985 din amperul absolut.

In raport cu miscaren electronilor, Un amper repj-p-

!inta un flux de6,2X 1018 electronj ge secunda.

Ce este un circuit electric?

Orice portiuno conductoare Inchisa, prin care poate

circula curentul electric. In fig. 5 este prezentat un circuit

simplu care contino 0 baterie, un intreruptor si 0 Iarnpa

electrica. Cind intreruptoruj este inchis, curentul circula

cenven tional de la borna pozitiva a bateriei spre cea ne-

15

 

Page 10: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 10/56

gativa, prin intreruptor si lampa, Iacind-o sa Iumineze.

Curentul se continua prin baterie, asa cum a fost aratat

in fig. 2.

[~or .

BateNe - ± Bee

fFig. 5. Un circuit simplu, Inchis prin In-

treruptor.

Ce este tensiunea electromotoare?

Tensiunea electromotoare este cea care face ca elec-

tronii sa se deplaseze in lungul circuitului. Ea este pro-

dusa de 0 dijereniii de potential. 0 sursa simpla, cum este

o baterie, are doua borne, una pozitiva, iar cealalta ne-

gativa, intre ele existind 0 diferenta de potential, Cind

cele doua borne sint conectate prin intermediul unui cir-

cuit, ia nastere un curent, de la punctul cu potential mai

rid icat, spre eel cu potential mai scazut. 0 diferenta de

potential mare poate produce chiar strapungerea unui

izolator, Iacind ca prin el sa treaca curent. Un Ienomen

de acest tip se produce in cazul descarcarilor luminoase.

Ce este voltul?

Un volt (simbol V) este unitatea de masura a tensiunii

electromotoare sau a diferentei de potential. Denum irea

a fost data dupa numele savantului italian Alessandro

Volta, care a inventat bateria electrica. Voltul reprezinta

diferenta de potential intre doua puncta ale unui conduc-

16

tor parcurs de un curent de un amper, cind puterea disi-

pata de acesta este de 1 watt (vezi mai jos).

Ce este rezistenta electrica?

Rezistenta electrica este marimea ce caracterizeaza

modul in care un conductor se opune trecerii curentului

electric. Materialele au 0 anumita rezistenta electrica:

conductoarele au rezisterita mica, in tirnp ce materialele

izolatoare au rezistenta mare. Rezistenta electrica variaza

cu temperatura in sens invers decitconductibilitatea (vezi

cap. 1). 0 proba dintr--un material pur va avea lntot-

deauna, in conditii similare, aceea~i rezistenta.

Poate fi rezistenta Influentata ~i de alti factori in afara

temperaturii?

Da. Rezistenta carbonului variaza, de exemplu, cu

presiuriea din interiorul lui. Acest efect este folosit la

proiectarea regulatoarelor de curen t si a microfoanelor.

Apa are 0 rezistenta mai mica decit

alti izolatori; deci umiditatea poate

influenta rezistenta electrica a mate-

rialelor.

Ce este ohmul?!

Fig. 6.deu derelatiei

Un proce-memo rare aIrrtre V, I

si R.

Un ohm (simbol Q) este unitatea

de masura a rezistentei electrice.

Denumirea este data dupa numele

savantului german Georg Ohm, care a studiat legile cu-

rentului electric. Ohrnul. international sau oliniul. standard

a fost definit ca rezistenta electrica a unei coloane de

mer cur cu masa de 14,4521 g ~i lungimea de 106,3 ern,

aflata Ia temperatura de 0° C.

2 - .Electricitate 17

 

Page 11: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 11/56

In acest caz, voltul poate fi definit ca fiind diferenta

de potential de-a lungul unui conductor cu rezisterita de

1ohm, parcurs de un curent de 1 amper.

Ce spune legea lui Ohm?

Legea lui Ohm afirrna proportionalitatea intre curen-tul care strabate un conductor iOiidiferenta de potential

aplicata capetelor lui. Ea este exprimata prin relatia

VII =R, un de V este tensiunea in lungul conductorului

masurata 1n volti, I reprezinta curentui masurat in am-

peri, iar R este rezistenta conductorului masurata in ohmi.

Relatia de legatura intre tensiune, curent si rezistenta

poate fi scrisa si 1= VIR sau V =IR. In acest fel, fiinci

date doua dintre marirni, poate fi calculata a treia. Mo-.

dul de memorare a aces tor relatii este. prezentat in fig. 6;

pril$ acoperirea literei corespunzatoare marirnii de aflat

se obtine echivalentul ei in functie de celelalte doua.

Care sint legile lui Kirchhoff?

Ele sint legile de baza, cu ajutorul carora se pot cal-

cula curentii intr-un circuit electric (intr-o retea elec-

trica).

Prima lege exprirna continuitatea curentului. Conti-nutul ei: suma curentilor care converg intr-un punct de

rasniiicaiie (sou. nod) esie zero. Cu alte cuvinte, suma cu-

rentilor care intra in nod, in orice moment, este egala cu

suma curentilor care ies din nod. ,Ea poate fi cxprimata

algebric cu relatia

i1+i2+i3+i4+ ... =0.

'I'rebuie acordata atentie sernnului lui i. Curentul care in-

tra in nod se considers pozitiv, in timp ce curentul care

18

iese este luat negativ. Cel putin unul din curerrtii din fi-

gura 7 trebuie sa fie negativ. v .. • •

Legea a doua exprima principiul conserva-:ll energl : 1 .Ea spune ca: suma tensiunilor electromotoare zntr-un czr-

cuit inchis (sau ochi de \retea) este egaUi cu su-

rna ciiderilot de ten-

siune de-a lungul lui;

sau, exprimat algebric i,

(fig. 8):

e1+e2+e3+ ... =lj

=i1R1+izR2+i3R3+

+i4R4+ ...

o consecinta a legii Fig. 7. Prima lege a lui Kirchhoff,

a doua este teorema cu-

rcntilor de contur, a lui Maxwell, prin care fiecarui ochii

.se ascciaza un curent de contur, numit si curent ciclic. In

acest fel prima lege a lui Kirchhoff este satisfacuta in

mod automat, in timp ce din legea a doua rezulta un sis-

tem de ecuatii in care necunoscute sint curen tiide contur,

pe baza carora se pot determina curentii retelei. '

__~~ t.'2~~ ~R_2-r__~ __----

i1

tR lf

8,

AR,

i

Fig. 8. Legea a doua a lui Kirchhoff.

2'19

 

Page 12: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 12/56

Cum se utilizeaza puntea Wheatstone?

Puntca Wheatstone este un circuit format din patru

brate rezistive, rezistenta unui brat fiind necunoscuta, Pe

o diagonala este conectata 0 baterie, iar pe cealalta un

galvanornetru (fig. 9). Galvanometr-ul este un instrument

J-----j- Re Zi5'teflCa

f l e c u f l o s c u t J

Fig. 9. Puntea Wheatstone. Curcntul prfn galva-nometru este zero daca raportul intre R, si R3

este egal eu eel intre R2 si R x'

II

care indica existenta curentului, Daca avem satisfacute

relatiile RJi=R2i2 si Rsil =Rxi2 ' adica Rl R x= R 2R 3, relatie,

cunoscuta sub numele de relatie de echilibru, prin galva-

nometru curentul va fi nul. Puntea se utilizeaza la rna-

surarea rezistentelor necunoscuts, care trebuie conectate

in locul rezistentei R x .

Ce este rezistenta interna?

In raspunsurils anterioare am considerat rezistenta ca

e proprietate a unui element rezistiv, numit rezistor, To-

tusi, trebuie sa amintim ca toate sursele de tensiune elec-

tromotoare, cum sint bateriile si generatoarele electrice,

au 0 rezistenta interria, numita rezistentn sursei. Curen-

20

tul care trece prin circuitul din fig. 5 circula si prin ba-

terie, 0 mica parte a tensiunii electromotoare fiind pier-

duta pr in caderea de tensiune produsa in rezistenta in-

terna a acesteia. Cu cit curentul este mai mare, cu atit

caderea de tensiune in rezistenta interns a bateriei este

mai mare.

Cum se mascara puterea?!

Puterea se mascara in wati (simbol W), 1 watt fiind

puterea disipata de un conductor parcurs de un curent

de 1 amper, la capetele caruia este aplicata tensiunea de

1volt. Puterea intr-un circuit rezistiv are valorile: VI,

PR sau V2/R.

Electronii care Iormeaza curentul intr-un material re-

zistiv sint implicati intr-un mare nurnar de ciocniri, in

urma carora se degaja energie. Aseasta apare sub forma

de caldura sau lumina: Ca urrnare, 0 putere echivalenta

trebuie aplicata conductorului pentru a mentine curen-

tul in el.

Care sint unitatile de masura ale puterii si energiei?

Ele sint date in tabelul 1, in sistemul international.

Alte unitati si factorii corespunzatori de transformare sintdati in anexa.

Care siut' efectele curentului electric?

Exista trei efecte principale ale unui curent ce trece

printr-un conductor. Fiecare este utilizat in aplicatii. Pri-

mul efect consta in faptul ca energia de ciocnire a elec-

tronilor din material apare sub forma de caldura sau lu-

mina. Al doilea efect consta in producerea unui cimp

21

 

Page 13: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 13/56

Tabelul 1

Unitatl de putere !?ienergie

I Simbolulnitatea Echivalentul

1 joule pe secunda1000W (1,34 CP)

1000 kW sau 106 W0,001W

Energia generata de 0 putere de-I kW intc-o ora1newton-metru (N.m)

745,7 W

Watt

KilowattMegawatt

MiliwattKflowatt-or a

W

kWMWmWkWh

Joule

Cal-put ereJ

CP

magnetic. Al treilea efect reprezinta reactiile chimice care

apar atunci cind curentul trece printr-un electrolit. Aceste

fenomene se pot remarca $i in sens invers; caldura sau

lumina pot influenta curentul intr--un conductor; un cimpmagnetic poate induce un t:l!l~'ent;0 baterie foloseste reac-

'tiile chimice pentru a produce un curent electric'.

Ce este un circuit paralel?

Adaugarea unei a doua lampi in circuitul din fig. 5

poate fi Iacuta in doua feluri. In fig. 10,a adaugarea

Iampii a produs 0 noua cale a curentului. Aceasta este

conexiunea paralel. In acest caz, tensiunea pe fiecare beeeste egala cu Iorta electromotoare a bateriei. Curentul

total este dublu, fiecare bee consumind jumatate din el.

Fig. 10. Conectarea lampilor : a - in paralel;

b - in serie.

22

Ce este un circuit serie?

Este un circuit ca in fig. 10, b, uride acelasi curent

strabate ambele larnpi, tensiunea pe fiecare din ele fiind

jumatate din tensiunea electromotoare a bateriei. Un dez-

.avantaj al acestei conexiuni este Iaptul ca la defectarea

unei lampi circuitul se intrerupe.

Care este rezlstenta totala a rezistoarelor conectatein serie?

Rezistenta totals R a rezistoarelor din fig. 11, ale ca-

ror rozistente individuale sint R1, R2 si R3 este data de

relatia

In general, rezistenta totala a mai multor rezistoare co-nectate in serie este suma rezistentelor lor individuale.

Fig. 11. Rczistoare conectate in serie.

Care este rezistenta totala a rezistoarelor conectatein paralel?

Este dar ca in circuitul prezentat in fig. 12 efectul

rezistiv al celor trei rezistoare combinate va fi mai mic

decit al Iiecareia din ele, Intrucit adaugarea unui rezistor

produce 0 noua cale pentru curent. Rezisterita totala este

data de relatia

I

23

 

Page 14: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 14/56

In general, inver sul rezistentei totale este suma in-

"verselor rezistentelor individuale legate in paralel (sau,

cu aite cuvinte, conductanta totala este suma coriductan-

tel or individuale).

ILr-r-

I

III

R 7

I}!L,

'11

~

~.

Fig. 12. Rezistoare conectate in paralel.

Care sint formulele pentru conexiunile

condensatoarelor?

Pen tru condensatoare legate in serie:

111 1-=-+,-+-.C C1 C2 C3

Pentru condensatoare legate in paralel:

C=C1 +C2+C3•

Ce este coulombul?

Coulornbul este unitatea practice de masura a sarcinu

electrice. Este denumit dupa savantul fr ancez Charles de

Coulomb, care a Iacut principale descoperiri in electrici-

tate si magnetism. Coulombul (simbol C) este probabil cea

mai importanta uni tate electrica, ea fiind legata de sar-

cina electronului prin relatia:

e= 1,602 '10-19

C.

24

o sarcina de 1 coulomb este transportata de un curent

de 1 amper, intr-o secunda.

Cind 0 sarcina de un coulomb este deplasata pe 0 di-

Ierenta de potential de un volt, este efectuat un lucru

mecanic de 1 joule (vezi tabelul 5).

Ce este un electromagnet?

Cind un conductor este parcurs de un curent, in ju-

rul acestuia este produs un cirnp magnetic. Daca conduc-

torul este infasurat sub forma unei bobine atunci cimpul

magnetic produs este similar cu eel dat de 0 bara mag-

netica cu doi poli, nord si sud. Marirnea cirnpului mag-

netic poate creste daca in interiorul bobinei se introduce

o bara din fier, ce va constitui miezui ei.

Se Iormeaza in acest fel un electromagnet, care pro-duce cimp magnetic atita timp cit spirele sale sint stra-

batute de curent. Daca sensul curentului se schimba

atunci se va schimba si polaritatea electromagnetului.

Cum functioneaza 0 sonerie?

Fig. 13 arata circuitul unei sonerii electrice; Iunctio-

narea ei se bazeaza pe proprietatile electromagnetului.

Prin Intreruptor se inchide un circuit format din baterie

(saualta sursa electrica) bobinele electromagnetului, arcu]

de contact si surubul ajustabil de contact.

Curentul, care strabate electromagnetul, produce lin

cimp magnetic, care va atrage arrnatura acestuia; ca ur-

'mare ciocanelul Ioveste clopotul, facindu-l sa sune. De

aserneni, miscarea arrnatur ii des face contactul electric:

intre arcul de contact si surub. Ca urmare cimpul mag-

netic dispare si arrnatura revine in pozitia initiala. Aceasta

face ca circuitul sa se mchida din nou si fenomenul se

repeta atit timp cit intrerupatorul este inchis.

25

 

Page 15: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 15/56

/n treruptor__I.._

1/l rc d e r ev em r e

4r c li e

contact

4rmaiiJra

de /ier

Fig. 13. Circuitul unei sonerii.

Ce este un releu?

Releul este un dispozitiv care inchlde sau deschide

contaete intr-unul sau mai multe circuits separate.

Exists multe varietati de re1ee, proieetate pentru di-

verse scopuri. Multe din ele utilizeaza ca element de baza

un electromagnet asa cum este aratat in fig. 14. A,tuRci

cind bobina ele"Ctromagnetului este alimentata prin cir-

La ClrcUitiJ/A

Fig. 14. Un electromagnet simplu.

26

cuitul A, se inchide corrtactul in circuitul B. Avantajul

unei astfel de scheme consista in Iaptul ca un eurent mie,

in circuitul A, poate comanda un curent mare in circui-

tul B. In acest fel echipamentele de mare putere pot fi

cornandate de la dis-

tanta prin circuite de

mica putere. Alte re-

lee se bazeaza pe

efectul terrnic al cu-

rentului electric.

In fig. 15 sint pre-

zerrtate trei tipuri de

relee eleetromagneti-

ceo Contactele releu-

lui prezentat in (a)sirrt inchise intr-o in-

cinta cu atmosfera

uscata, Releul din (b)

este astfe1 conceput

incit circuitul de cu-

rent este intrerupt

atunci cind bobina e-

lectromagnetului es-

te alirnentata. In ca-zul releului prezentat in (c), la alimentarea electro-

magnetului unul din circuite este intrerupt, in timp ce

altul este inchis. Acest releu realizeaza comutarea de pe

un circuit pe altul.

Re1eele sint utilizate pe scara larga in sistemele de

control automat si in eireuitele telefonice: ele pot fi rea-

1izate cu 0mare varietate de contacte astfel incit in ace-

189i timp pot fi irrtrerupte san inchise foarte multe cir-

cuite. Releele pot constitui elemente de siguranta atunci

B OD lt7 ,j - 1

a

Lima COfl]urra /a smbele arcaie- -

~1

C

Fig. 15. Relee: a·_ releu cu contacteinchise intr-o incinta: b _ releu cucontacte normal inchise; c _ releu

comutator.

27

 

Page 16: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 16/56

cind sint proiectate astfel incit la depasirea unui anumit

curent prin circuit, armatura sa fie atrasa.

Ce este inductia electromagnetica?

Sa consider-am doua bobine una In apropierea celei-

lalte, una dintre ele fiind parcursa de curent. Cirnpulmagnetic produs va trece prin ambele bobine. La intre-

ruperea sau stabilirea curentului, deci la variatia cimpului

magnetic, in bobina prin care curentul a fost initial zero,

se induce 0 tensiune electromotoare numita iruiusii. Daca

circuitul ei este inchis, in acesta apare un curent. Feno-

menul este cunoscut sub numele de iruiuctie mutuolii. 0

aplicatie importanta a fenomenului de inductie rnutuala

este transforrnatorul electric; 0 alta aplicatie 0 forrneaza

masina asincrona (vezi cap. 3 si 6).

La intreruperea sau stabilirea curentului printr-o bo-

bina apare deasemeni Ienornenul de inductie electromag-

netica, cunoscut sub numele de autoiruiuctie.

Legata de acest fenomen este rnarimea numita indue-

tanta, a carei unitate de masura este henry (simbol H).

Daca curentul unei bobine de un henry se schimba cu

viteza de 1 amper pe secunda, tensiunea electromotoare

indusa va fi de 1 volt.

Prin ce difera curentul alternativ (c.a.) de curentul

continuu (c.c.)?

Curentul continuu (c.c.) este constant si are un sin-

gur sens.

Curentul alterriativ (c.a.) trece mai intii intr-un sens

prin circuit si apoi in celalalt. Aceasta se repeta in mod

regulat. Cele mai multe generatoare rotative (vezi capite-

Iul urmator) produc curent alternativ si aproape toate

aparatele electrico-casnice sint de c.a..

28

Care este frecventa uzuala?

In Europa, var iatia curentului alternativ industrial este

astfel incit 0 perioada dureaza 1/50 secunde. Prin pe-

rioada se intelege timpul in care curentul variaza de la

zero la valoarea sa maxima, apoi la valoarea minima si

din nou pina la zero. Frecventa va fi in acest caz 50 deperioade pe secunda (50 Hz). In Statele Unite si alte tari

se mai utilizeaza frecventele de 60 Hz sau 25 Hz (uni-

tatea de masura a Irecventei este un hertz).

Care este tensiunea uzuala?

Cele mai multe instalatii casnice sint alimentate cu 0

tensiune de 220 V.

Ce este 0 unda sinusoidala?

Cind tensiunea sau curentul alternativ sint reprezen-

tate in raport cu timpul, rezulta 0 unda sinusoidala

(fig. 16). Matematic ea este reprezentata de ecuatia Y=

=sin x.

o perioada

Va/od

pe vlrf' Timp

Fig. 16. 0 unda sinusoidala.

29

 

Page 17: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 17/56

Ce este valoarea efectiva?

Este valoarea unui curent continuu echivalent care ar

da acelasi efect termic ca si curentul alterriativ respectiv,

Valoarea efectiva a unei marimi sinusoidale este 1 ! V 2 sau0,707 din valoarea samaxima.

Ce este reactanta?

Este ceea ce se opune trecerii curentului alternativ in

cazul unei bobine sau capacitati, Ea se mascara in ohmi

9i valoarea sa XL, pentru 0 inductanta pura este data de

relatia

unde L este Inductanta, f Irecverita curentului, iar V si 1

sint valorile efective ale tensiunii si curentului, Pentru

o capacitate pura C, reactants Xc este data de

1Xc=VjI=--·

2 7 C f C

Ce este impedanta?

Impedanta este marimea totala care se opune trecerii

curentului intr-un circuit de c.a..Ea reprezinta suma re-

zistentelor si a reactantelor inductive si capacitive.

Relatia intre impedanta Z, rezistenta R, si reactants X

a unui circuit poate fiexprirnata utilizind algebra nurne-

relor complexe prin

Z=R+jX

unde j este un operator care roteste un

fazor cu un unghi de 90°. Aceiasi rela-

tie este aratata prin diagrama Iazoriala

a triunghiului impedantelor (fig. 17) de

Fig. 17. Tr iun- la care se poate scriegniul impedante- Z? R~ I X?

lor. "= -, ".

30

Sernnificatia lui c p este explicata in capitoluI urrna-

tor. Mai putem scrie

R=Z cos c p

!'Ii

X=Z sin c p o

Cum functioneaza un instrument de masurat eu

bobina mobila?

Cel mai utilizat instrument de curent continuu are 0

bobina constituita din mai multe spire, plasata intre polii

unui magnet permanent, fix. Cind bobina este parcursa

de un curent, proportional cu tensiunea sau curentul de

masurat, ea se roteste in [urul axului pina la echilibrul

dintre cuplul electromagnetic si eel mecanic al resortului

bobinei. Un ac indicator atasat cadrului bobinei poate in-

dica 0 valoare proportionala curentului ce strabate bo-

bina (fig. 18).

Instrumentul astfel format poate masura tensiuni sau,

combinat cu 0 baterie, chiar rezistente.

!3oblfla 1_~~J1~~:i>:;~parcur.sa

curent

Magnetpermane(lt

Fig. 18. Principiul instrumentului de masurat magnetoelectric.

31

 

Page 18: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 18/56

Cum se mascara tensiunea si curentul?

Un ampermetru, folosit pentru masurarea curentului,

are montata in paralel cu bobina 0 rezistenta mica (,~unt),

astfel incit numai 0 mica parte din curent va trece prin

el. Pentru masurare, el se monteaza in serie si fiind un

Tabelul 2

Tipuri de instrumente de masurat

Marimea demasurat Tipul Avantaj e Deza vantaj e

Curent si ten-siune (c.c.)

Magnetoelec-tric Precizie buria

Electromag-netic leftin Precizie slaba

Cunant ~iten- Electrornag-siune (c.a.) netic Ieftin

Electrodina- Precizie buna Scump

micDe inductie Scara reclusa Osingura

frecventa

Cu redresor Consum redus Erori date de

forma deunda

Termic De valoarea Capacitate

efectiva real a redusa de

incarcare

'I'ensiune (c.c. I Electrostatic Nu consurna Nu mascar-a

si c.a.) putere tensiuni joase

Curenti slabi Cu redresor Consum redus Erori date de

si tensiuni

I

forma de

mid (c.a.) unda

Puterea (c.a.)IElectrodina- Precizi e buna Scump

micDe inductie Scara red usa o singura

frecven ta

32

instrument cu rezistenta mica produce perturbatii foarte

mici ale curentului de masurat.

Un voltmetru, utilizat la masurarea tensiunilor, are In

serie cu bobina 0 rezistenta de valoare mare. Aceasta

asigura 0 cadere mica de tensiune pe bobina instrumen-

tului. Pentru masurare instrumentul se monteaza in pa-ralel pe circuitul de masura si datorita rezistentei mati

el practic nu perturbs starea acestuia.

Ce tipuri de instrumente de masurat maf.exista?

Exista multe tipuri de instruments de masurat (ta-

belul 2). In unele din ele bobina este cea care se misca

intre polii unui magnet, in altele bobina este fixa, iar in

interiorul ei se deplaseaza 0 piesa de fier sau un magnet.

Unele din ele se bazeaza pe atractia sau respingerea elec-trostatica, altele pe efectul terrnic al curentului. In instru-

mentul numit electrodinamic, magrietul permanent din

instrumentul prezeritat anterior, este inlocurt cu un elec-

tromagnet. Instrumentul de inductie poate avea unul sail

mai multi electromagneti. Masurarea curentului alterna-

tivcu instrurnentul de curent continuu prezentat mal sus,

se poate face prin adaugarca unui redresor (vezi cap. 3).

Citeva tipuri de instruments de masura si avantajele lor

sint prezentate in tabelul anterior.

 

Page 19: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 19/56

Producerea energiei electrice

Cum este produsa energia electridi?

Prin diverse metode. Sursa poate fi chirnica (cum este

in cazul unei bater ii), terrnica sau lurninoasa. Pe scarS.

larga insa, energia electr ica se obtine din energia meca-

nidi, in rnasinile electrice rotative, unde conductoarele

electrice sint rotite in cimpuri magnetice sau invers. Ener-

gia mecanica, la rindul ei, se obtine din energia terrnica

de la diversi combustibili, cum ar fi petrolul, carbunele

sau cornbustibi li nucleari. In unele regiuni energia me-

canica se obtine user pe baza

cader ilor de apa. Toate ge-

neratoarele din centrale1e

electrice sint an trenate de

turbine cu vapori sau cu apa.

'Care esj;e regula miiniidrepte a lui Fleming?

Aceasta regula' arata di-

rectia curentului indus intr-

un conductor ce se deplaseaza

intr-un cimp magnetic. Pen-

tru aplicarea regulei se dis-

pun degetul mare, aratatorul si degetul mijlociu astfel in

cit sa formeze un sistern de axe de coordorrate, asa cum

este aratat in fig. 19. Daca degetul mare este orientat in

.Fl~ 18. Regula miinii dreptepentru determinarea sensu-

lui eurentului indus.

34

directia miscarii conductorului ii i aratatorul in directia

cimpului magnetic, atunci degetul rnijlociu va indica sen-

sul curentului indus.

Cum este generat eurentul continuu?

Prin rotirea unei spire conductoare intr-un cimpmagnetic. Fig. 20 arata un generator de curent continuu

simplu, numit dinam, Cind spira se roteste intre polii

magnetului, In ea se induce un curent, determinat prin

regula miin iidrepte, al carui sens se va schimba de

doua ori in timpul unei rotatii complete. Pentru ca Ia

bornele de iesire ale generatorului sa se obtina aceiasi

polaritate a tensiunii, se Ioloseste asa numitul colector,

format din doua segmente izolate intre e1e, care fac

contact pe rind cu periile colectoare. Fie-care perie i~ischirnba contactul de pe un segment pe altul de fiecare

data cind spira este perpendiculara pe axa polilor magne-

tului, pozitie ce cor espunde unei tensiuni de valoare zero.

i" 4<W;~": J ( ~ « . e ' 3 : 4 ~ ~l~k,

. S p i r a in p Q Z I ? i 8Of'lzontalii

1--'-----,.,1 T i m pPer/oed»+ -

\JlFig, 20. Pcincipiul ciinamului ell 0 silJgurii sprra si colce-'WI' cu doua segmentc. El produce 0 tensiunc puls atone.

Tensiunea de iesire este 0 serie de pulsuri care vartaza de

la zero la valoarea maxima, asa cum este aratat in

fig. 20.

3' 35

 

Page 20: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 20/56

Pentru a obtine 0 netezire a acestei tensiuni pulsa-

toriise folosesc mai multe spire decalate unghiular intre

ele, colectorul fiind format in acest caz din mai multe

segmente. In cazul rrrasinii practice pe rotorul confec-

Ca l' c. JS i d e f le r Armaturj

Icsire C C

Fig. 21. Diriamul \CU doi polio

tionat din tole de otel sau fier conductoarele bobinelor

sint plasate in crestaturi longitudinale. 0 sectiune prin-tr-un dinam cu doi poli este prezentata in fig. 21. In

acest caz bobinele de excitatie plasate pe piesele polare

produc cimpul magnetic necesar furictionarii.

Cum sint alimentate bobinele de excitatie?

Exista mai multe moduri de a alimenta in ourent

continuu bobinele de excitatie ale unui dinam. Dad le

alimentam de la 0 sursa externa avem 0 exciiaiie se-

36

paratii; cind ele sint conectate in paralel pe iesire avem

excitatia derioatie; cind ele se conecteaza in serie CL l

bornele de ie~ire excitatia este de tip serie, iar atunci cind

se realizeaza combiriatia ultimelor doua avem 0 excitatie

mixtii (sau com-

pound). Diferitele

moduri de conectaresint prezentate in

fig. 22.

seste la generatorul

cu excitatie mixta pentru a face tensiunea de iesire sta-

bila la fluctuatii ale curentului de sarcina.

Cum functioneaza un alternator?

Un alternator, care genereaza curent alternativ, nu

necesita un colector, ca in cazul dirramului. Am ~azut

ca curentut indus in spira care se roteste in cimp mag-

netic este alternativ. In timp ce la dinam este necesar

colectorul pentru obtlnerea tensiunii pulsator ii, in ca-

zul alternatorului, tensiunea alternativa se culege direct

Pentru pornirea

unui dinam cu exci-

tatie derivatie este

suficient cimpul

magnetic remanent al

pieselor polare. In

cazul excitatiei serie

la crester ea curentu-

lui in sarcina creste

si cirnpul dat de bo-

binele de excitatie.

Acest efect se Iolo-

milla

[xc i ta tr8

d e r i v i I ? r e

ReDstar de I 'Bg/are

Fig. 22. Exemple de conectare aledinamului,

37

 

Page 21: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 21/56

prin intermediul unor inele si a unor perii, a~a cumeste

aratat in fig. 23. Tensiunea obtinuta este dependenta de

pozitia spirei fata de axa magnetilor.

La alternatorul intilnit in practice exista un mare

numar de spire, sisternul magnetic fiind ceva mai CGm-

i ? o t a C / B

, - - - - - - - - - - - -

Fig. 23. Princlpiul alternatorului eu 0 singura spira si douainele. EI produce 0 tensiune sinusoidala.

plicat, si constituit din electrornagneti. Pentru alimenta-

rea acestora este necesara 0 sursa suplimentara de cu-

rent continuu. In fig. 24 este prezentat un alternator

lilimentiil'p. C C

Inld.IJNrrI rotor/ca

Fig. 24.. Alternator eu patru pol.i.

38

simplu cu patru poli, in practice numarul acestora pu-

tind fi mai mare. F'recventa tensiunii alternative, ob-

tinute, depinde de numarul perechilor de poli ai siaioru-

lui ~.ide viteza de rotatie a rotorului.

Intotdeauna se obtine tensiunea de iesire la bornelerotorului?

Nu. La masin ile mari rotorul este eel care produce

cimpul magnetic de. excitatie, in timp ce in conductoa-

rele statorice se indue curenti. In acest fel tensiunea de

iesire se obtine in puncte fixe, alimentarea rotorului

facindu-se prin inele colectoare.

Ce este defazajul?

Cind 0 tensiune alterriativa este aplicata unui simpluJ

rezistor prin el va trece un curent alternativ. Tensiuriea

si curentul au forme de unda sirnilare ~i ajung in ace-

lasi timp la valorile maxime, minime 9i zero. In aeest

caz se spune ca ele sint in fazCi.

Daca tensiunea alternativa este aplieata unui circuit

format de 0 inductanta, curentul va fi in urma ei. Daca

circuitul este 0 inductanta pura, curentul va fi in urrna

tensiunii cu 90°, adica va fi zero cind tensiunea estemaxima, si devine maxim cind tensiunea treee prin zero

(fig. 25). In situatia in care circuitul este format dintr-o

inductanta si 0 rezistenta, curentul va H inurma ten-

siunii cu un defazaj mai mie de 90°.

In mod similar daca tensiunea se aplica unui eirc1.f.l't

capacitiv curentul va fi defazat inaintea tensiunii apli..

cate cu 90°, in cazul unei capacitati pure, si mai putin

de 900 in cazul unui circuit format din capacitate ~i re-

zistenta.

39

 

Page 22: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 22/56

V ,I

CIi'Clllt fjl/f' il7dl/cUIl

V, I

- - - " - - - - - - - I I _ _ _ _ _ , L _-·--v-

Cif'cult pur ['apaelt/v

Fig. 25. Forrnele de unda ale tensiunii :;;1curentului, incazurile cind circuitul contine 0 inductanta puri; si 0

capacitate pura.

Ce este unghiul de defazaj?

Este unghiul intre dona marirni sinusoidale de aceeasi

frecventa, Cind trebuie adunati doi curenti alternativi

care nu sintl in Iaza, trebuie sa se tina seama de va-

loarea unghiului de defazaj (cp) dintre ei.

Ce este factorul de putere?

Factorul de putere este raportul intre puterea activa

sl puterea aparenta, Puterea aparenta intr-un circuit de

curent alternativ se defirieste prin produsul intreva-

loarea efectiva a tensiunii si valoarea efectiva a curen-

tului (P=VI). Cind in circudt sint incluse diverse echi-

40

pamente, ca de pilda motoarele electrice, datortta defa-

zajului intre tensiune si curent, 0 parte din energia ce-

data se intoarce la generator. Puterea utila, in acest caz,

numita si putere activa, este VI coscp, unde c p este de-

fazajul intre tensiune si curent. Cosinusul unui unghi

nu este niciodata mai mare ca unu,

Se poate vedea ca factorul de PU;~q::te coscp.

Ce este unghiul de pierderi? . , t : z : ; d "~I-

Este complernentul unghiului de defazaj intre ten-

siune si curent in cazul unui condensator care are drept

dielectric un anumit material. Datorita imperfectiunii

izolator ului, defazajul intre tensiune si curent va fi mal

mic de 90°. Unghiul de pierderi este 0 masura a imper-

Iectiunii izolatorului. De cele mai multe ori el este no-

tat prin ~.

Cum lucreaza pun tea Schering?

Puntea Schering este utilizata pentru masurarea ca-

pacitatilor condensatoarelor ~i a Iactorului de putere

pentru diferite materiale izolatoare. Ea se poate intilni

sub doua variante: puntea de inalta tensiune si free-

venta industriala ~i puntea de audiofrecventa.

Schema de baza a puntii industriale este prezentatain fig. 26. Capacitatea necunoscuta de masurat, C,,, im-

preuna cu capacitatea standard Cs, Iorrneaza bratele de

inalta tensiune ale puntii: rezistenta Rz si grupul para-

lel RI, C1 Iorrneaza bratele de joasa tensiune. Condi-

tiile de echilibru ale puntii sint:

41

 

Page 23: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 23/56

unde tg ~ este tangents unghiului de pierderi, iar f esteIrecventa tensiunii de alimentare. F'olosirea rezistorului

variabil R; si a capacitatii variabile C1 permit realizarea

echilibrului puntii, independent, pentru capacitate si

pentru unghiul de pierderi.

Fig. 20. Puntea Schering de Inalta ten-siune.

Cind este necesara masurarea pierderilor la Inecventa

audio se folosesc conductoare de alimentare ecranate sl

legate la pamint. Se Iormeaza, in acest caz, asa numita

punte dubla.

Ce este componenta reactiva a curentului?

Este component a neproductiva a curentului absorb it

de echipamentele electrice cu un factor de putere mai

mic ca unu. Pentru micsorarea acestei compcnente se

utilizeaza instalatii de lmbunatatire a factorului de pu-

tere.

De ce se Ioloseste curentul alternativ mai mult decitcurentul continuu?

Un prim avantaj consists in Iaptul ca tensiunea al-

ternativa poate fi distribuita usor la diferite valori prin

42

Iolosirea unui transformator. Este necesar ca energia

electrica sa fie produsa si distribuita Ia valori inalte ale

tensiunii (vezi capitolul 4). Un alternator de tensiune

inalta este mai simplu si mai ieftin decit un generator

de c.c., iar tensiunea alternativa produsa, poate fi usor

ridicata la valoarea necesara transmiterii si apoi cobo-rita pentru alimentarea consumator ilor individuali.

Cum Iuncti@neazaun transformator?

Fe baza Ienomenuluj de inductie electromagnetica el

produce 0 tensiune de iesire alternativa, a carei valoare

depinde de valoarea tensiunii de intrare. In principal, el

este format din doua infasurari dispuse pe acelasi miez

magnetic, confectionat din fier. Cind un curent alterna-

tiv strabate infasurarea primarii, varIatia fluxului mag-netic produce in secundar 0 tensiune indusa, Daca bor-

nele infasurarit secundare sint conectate la un circuit in

secundar apare un curent,

Cind infasurarea secundara are mai multe spire decit

cea prirnara, tensiunea obtinuta la bornele ei este mai

mare decit cea aplicata pe prirnar. Invers pentru cazul

contrar. Intrucit la un transformator perfect puterea este

constanta, la ridicarea tensiunii se obtine in secundar un

curent mai mic decit in primal' si viceversa,

S e C I J f 7 I l a r

,Fig. 27. Principiul transformatorului.

Miezul este confectionat din tole, pen-tru reducerea curentilor turbionari.

43

 

Page 24: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 24/56

Cu notatiile din fig. 27 avem

v] n, 12-=-'="2 N2 II

I?ac~ cele doua infasurar! sint identice, curentii si

tensiunile in primal' si secundar VOl'avea aceleasi valori.

Un astfel de tr ansformator cu raportul de transformare1 : 1 este utilizat cind este necesara decuplarea galvanica

intre doua echipamente electrice.

Poate fi curentul alternativ transformat in curent

continuu?

Da. Aceasta se poate face direct cu un redresor sau

prin intermediul unui grup motor-generator in care un

motor de c.a. antreneaza un generator de c.c, Un con-

vertizor rotativ, realizeaza aceasta, avind inele colec-

toare la un capat si colector 1acelalalt,

Cum functioneaza un redresor?

Redresorul este un dispozitiv care Iasa sa tread! cu-

rentul intr-un singur sens. Cind tensiunea alternativa

se aplica 1a intrarea unui redresor simplu (fig. 28 (a)),

curentul va trece prin el nurrrai in timpul unei [umatati de

perioade, astfel incit la iesire se obtine0

serie de p~lsuride acelasi semn. Un dispozitiv mai complicat format din

patru diode redresoare, montate ca in fig. 28 (b) reali-

zeaza 0 redresare completii. Prin aceasta schema ambele

semialternante ale tensiunii de intrare sint Inver-sate in

pulsuri de aceiasi polaritate, Irecventa lor fiind dubla

fata de cea a tensiunii de intrare. Cu ajutorul unor echi-

pamente aditioriale, numite filtre, se realizeaza netezirea

acestor pulsuri pentru a obtine 0 tensiune continua.

Redresoarele metalice pot fi serniconduotoare de tipul

seleniului sau siliciului. Se mai utilizeaza tuburi redre-

44

soare de tipul diodelor folosite in echipamentele elec-

tronice, iar in cazul curentilor foarte intensi se folosesc

tuburile redresoare cu vap~ri de mercur. Ti~'istoarele pot

fi utilizate deasemeni ca redresoare (vezi pag. 34).

Redresor

C'~)-__ ~__ __jn~arCln i Te~ ; =~ ~ alternaC/v;-.._/

L LTensillne continua

a

c = M + r / ; ; ; : : ; . J'SarCina _.L\ .L_ P('in diode/e

1oii3 QPrm diodete

~b Tens/une cont/nug

Fig. 28. Redresarea: a - semi-alternanta:b - dubla alternants. '

Ce este un sistem trifazat?

Este un sistem de curent alternativ care Ioloseste trei

circuite separate, tensiunile fiind egale in valoare efec-

tiva si Irecventa, dar fiind defazate in timp cu 0 treime

din perioada. Tensiunile sint produse de un alternator

trifazat; ele sint transmise prin cabluri si transform a-

toare fa motoare sau alti consumatori tr ifazati.

Figura 29 prezinta sistemul celor trei tensiuni (Vj, V2,

Vs ) produse de un alternator trifazat. Defazajul intre ele

este de 1200

• Surna algebrica a celor trei tensiuni 1a fie-

45

 

Page 25: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 25/56

care moment de timp este zero (tensiunile situate dea-

supra axei sint considerate pozitive, iar celelalte ne-

gative).

Fig. 29. Tensiuni triraeatc.

Care sint avantajele sistemului trifazat in comparatie

cu eel monofazat?

1. Un sistem trifazat de tensiuni are posibilitati de

utilizare, mai multo decit unul rnonofazat.

2. Conectarea alterriatoarelor trifazate in paralel este

relativ sirnpla, astfel incit putem comb ina tensiunile de

iesire.

3. Transportul si distributia energiei electrice sint

rnai economice.

4. Motoarele trifazate sint mai eficiente decit cele

monofazate.

Ce este conexiunea in stea?

Este acea dispunere a bobinelor Iazelor in care punc-

tele de sfirsit ale mfasurarilor sint legate intr-un punct

comun, numit vlrful stelei. In fig. 30 Iieoare dintre in-

Iasurarile de Iaza ale alternatorului alimentcaza Cite 0

sarcina printr-o pereche de. conductoare. In practica

corrductoarele de Intoarcere pot fi inlocuite cu unul sin-

gur Iorrnindu-se astfel un sistem cu patru conductoar e.

(6

Prin al patrulea conductor circula curentul de intoarcere,

cind sarcinile nu sint egale. Daca sarcinile sint egale,

acest conductor, numit si neutru, nu este necesar. In

aceasta situatie alternatorul se leaga la pamint, sistemul

avind numai trei fire.

Fig. 30. Conexiunea trttazata in stea.

Tensiunea intre doua conductoare de alimentare a sis-

temului trifazat conectat in stea (numita tensiune de

linie) este de "3 sau 1,73 ori mai mare decit tensiunea

intre un conductor si Iirul neutru (numita tensiune de

faza).

Ce este conexiunea in triunghi?

Este conexiunea in care infasurar ile fazelor sint conec-

tate cap Ia cap intr-un lant continuu. Tensiunea de linie,

in aeest eaz este egala eu tensiunea de faza, dar eurentul

de linie este de V 3 orimai mare decit curentul de faza,

Mai slut ~i alte cai de producere a energiei electrice?

.Exista tot atitea moduri de producere a energiei elec-

trice cite efecte are curentul electric. Pina acurn au fost

prezentats generatoarele care utilizeaza efectul electro-

magnetic al curentului. In capitolul 7 sint descrise bate-

47

 

Page 26: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 26/56

riile, care folosesc efectul electrolitic al curentului elec-

tric. AIte surse de energie rnai putin utilizate in practica,

se bazeaza pe legatura intrecurentul electric si energia

ll:!lminoasa sau energia terrnica. Se fac in prezent cercetari

asupra generatoarelor de inductieale caror par ti metalice

in mil?care sa fie inlocuite cu gaz.

Ce este un termocuplu?

Este un dispozitiv care Iunctioneaza pe baza ejectului

termoelectric sau Seebeck. Daca un circuit electric este

format din doua (sau mai muIte) conductoare metalice

diferite, jonctiunilo lor fiind mentiriuto la temperaturi

diferite, prin circuit va trece un curent electric. De exern-

plu, daca circuitul este format din constantan (aliaj de

cupru si nichel) si cupru, cele doua jonctiuni fiind men-

tinute la ODC,respectiv la 300°C atune] forta electromo-,

toare produsa va fi de aproximativ 15 milivolti (0,015 V).

Intrucit tensiunea de iesire e unui termocup1u este pro-

portionala cu temperatura, la conectarea lui pe Un volt-

rnetr u cali brat se poate rnasura direct temperatura jonc-

tiunii calde fata de a celei reci. Un astfel de termometru

se uti lizeaza 1a masurarea temperaturii furnalelor. Invers,

un mare nurnar de tennocuple conectate intre ele pot

transforma direct energia termica in energie electr'ica.

Cum functioneaza 0 Iotocelula?

Fotocelula este un dispozitiv sensibilIa lumina format

din doi electrozi inchisi intr-un balon de sticla din care

s-'a scos aerul sau a fast umplut cu gaz inert. Unul din

electrozi este construit din tr-o placa invelita lntr-un me-

tal sensibi] Ia lumina, cum este cesiul, de exemplu, care

emite electroni atunci cind este iluminat. Celalalt elec-

48

trod este mentinut 1a un potential pozitiv fata de placa

astfel incit el va atrage electronii ernisi. Curentul in cir-

cuitul exterior creste cu Ilumiriarea, dar nu este propor-

tional cu ea.

Un alt tip de Iotocelula are drept electrod 0 placa de

plumb invelita in oxid de cupru sau seleniu (sau alte

semiconductcare) si apoi acoper-itecu 0 pelicula transpa-renta rrietalica. Lumina strabatc pel icula metalica si inve-

lisul semiconductor emite electroni. Acestia trec in peli-

cula metalica, fiind inlocuiti de electronii din plumb. Ca

urmare a acestui fenomen, rezulta 0 diferenta de potential

intre pelicula metalicasi placa de plumb.

Peritru a produce a putere electrica care sa poata fi

utilizata practic sint necesare foarte muIte celule deacest

fel conectate intre ele.

Ce este un generator magnetohidrodinamic (MIlD)?

Un generator rnagnetohidrodinarnic este un dispozitiv

care transforms energia terrnica a unui gaz fierbinte,

ionizat in energie electr ica. In eel mai sirnplu generator

MHD, gazul ionizat trece pr intre polii unui electromagnet,

directia sa de curgere Iiind perperidiculara pe cirnpul

magnetic. Ou anumite modificar i, se poate face in asa fel

incit cirnpul electric indus in curentul de gaz (care este

mar it prin impurificarea gazului cu materiale gata ioni-

zate) s a fie utilizat pentru a dir ija curen tul electric prin-

tr-o sarcina exterioara, Alt tip de generator MHD utili-

zeaza drept fluid de Iucru metalul topit.

Ce este un tiristor?

Tir istorul este un dispozitiv semiconductor redresor

controlat, care este capabil sa blochezo curentul in con-

49

 

Page 27: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 27/56

ductis directa pina 1a aparitia unui impuls de comarida

care pune in functiune elernentul, El este format din patru

straturi de material semiconductor, de exemplu siliciu,

avind grosimea de 0,4 rnrn si diarnetrul intre 2,5 9i25 mm. Dispozitivul poate u scos din functiune nurnai

pr in inversarea polaritatii tensiunii aplicats sau prin cres-

terea rezisten tei de sarcina.

. e Transportul energiei electrice.;

i.;

i.;

La ce tensiune este transportata energia electrica?

Energia electr ica este tr ansportata la distanta prmtr-un

sistern de retele electrice, Ia diverse tensiuni : 110 kV,

220 kV, 400 kV 9i chiar peste 800 kV. 'I'ransportuj ener-

giei electrice se face fie prin Iiniiaeriene, fie prin cabluri

subterarie.

La tensiunea de 110 kV, stilpii de sustinere au peste

25 m inaltime, fiind plasati la intervale de circa 300 m;la 22 0 kV ei au inaltimea de peste 35 m, intervalul fiind

circa 350 m; la 400 kV, inaltimea poate ajunge la 50 m,

distanta intre ei fiind de peste 350 m. In anurnite situatii,

cum sint de exernplu trecerile peste ape, ei pot atinge

Inaltrmi mai mari.

Uncle sint folesite cablurile subterane?

In .localitatile urbane si acolo unde costul suplimentar

este justif icat de alte consideratii, cum ar fi eel estetic de

pilda, Un cablu subteran de Inalta tensiune necesita insta-

Iatii de racire si instalatii suplimentare pentru evitarea

pierder ilor in pamint. Din acest motiv el este mult mai.

scump decit 0 linie aer iana. '

Este transportul realizat in curent eontinuu?

Da. Transportul energiei la mare distanta si rnalta

tensiune i11curent continuu este tot mai des folosit. Ast-

4· 51

 

Page 28: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 28/56

fel sint evirate efectele capacitive $i inductive din curent

alternativ. Experienta a aratat ca pentru transportul la

aceeasi tensiune este necesar in c.c. un cablu cu diametru

mult mai mic. 'I'otusi, costul instalatiilor de redresare $i

conversie(de transforrnare inapoi in c.a.) face mai scump

transportul in c.c. decit in c.a., astfe1 incit el este eco-

nomic numai pentru 0 linie de citeva sute de kilometri.

Linii de transport in c.c. sint instalate lntre Ang1ia si

Franta, Sardinia :;;iItalia, Suedia si Danemarca, In Uniu-

nea Sovietica si in America de Nord.

Care sint materialele utilizate pentru Iinii aerienesi cabluri?

Liniile aeriene sint confectioriate dinconductoarede

cupru, aluminiu cu miez de otel 9i cadmiu-cupru. Conduc-

toarele din cupru sint Iolosite la toate tensiunile; pentru

deschideri mari se utilizeaza cele din cadmiu-cupru care

au 0 mare rezistenta mecanica. Coriductoarele din alumi-

niu cu miez de otel sint Iolosite in special in cazul ten-

siunilor malte. Exista tendinta ca aluminiul sa inlocuiasca

cuprul, dater-ita costului sau mai scazut,

In cazul cablurilor subterane sint necesare straturi de

Izclatie $i protectie. Dintre materialele izolatoare rernar-

cam: hlr tia impregnata cu ulei, cauciucul natural rsi'sin-

tetic, materialele plastice,cum sint policlorur a de vinil

sau polietilena (utilizata de obicei in locul cauciucului).

Cablurile izolate cu hirtie pot fi utilizate pina 1a 40 0 kV,

in timp ce eablurile izolate cu cauciuc sau materia1e plas-

tice, nurnai pina 1a 11 kV.

Protectia unui cablu cu izolatie de hirtie lmpregnata

este mai 'inti! realizatacu un strat de plumb sau aluminiu

pentru evitarea umezelii si apoi cu un strat ·de bitum

.arrnat sau fara arrnatura metalica, pentru evitarea coro-

.5 2

ziun ii si a distrugerii mecanice. Pentru cablurile izolate

cu cauciuc sau materiale plastice protectia este determi-

nata de necesitatile de serviciu.

c

cu un singur manunchi. Cablurile cu ulei (a) includ niste

s~irale metalice, fo1osite 1a dirijarea u1eiu1ui incalzlt spre

rezervoarele de racire plasate la diverse intervale pe Iun-

gimea cablulu i, Odata racit, acesta este dirijat din nou

53

Cum sint construite cablurrle de energie electridi?

In fig. 31 sint prezentate sectiurri transversale ~rin

trei tipuri de cabluri de energie electrica. Cablul cu lZO~

Iatie infa'$urata (a), asa cum amta$i denumkea lui,

are izolatia infaf?urata pe fiecare manunchi de conduc-

toare, totul fiind prins intr-o izolatie axterioare. Cablul cu

tresa metalica (b) are fiecare manunchi izolat separat,

totul fiind imbracat intr-uninveli$ metalic. La cablul cu

manta de plumb (c) fiecare manunchi de conductoare este

invelit tntr-o manta de plumb.

Cablurile utilizate la tensiuni foarte inalte sint echi-

pate suplimentar pentru evitarea deformarii lor prin in-

calzire. Fig. 32 prezinta citeva dintre 'ele, fiecare avirrd

cite trei manunchiuri. In mod obisnuit ele sint cabluri

Fig. 31. Cabluri subterane pentru tensiuni sub 50 kV_;a - cablu cu izolatie tnrasurata; b - cablu cu tresa

metalica: c _:_ cablu cu manta de plumb.

a

 

Page 29: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 29/56

s?re_cablu. Cablul plat, are (b) manunchju-jj., asezats unul

1mga.a:tul. ~Iantaua de plumb este inconjurata de 0 foWl

metalica prin care circula ulei. Variatiils, de velum ale

acesteia, datorita inciHzirii, sint preluate de ulei. care

-c

Fig. 32. Cabluri subterano pentru tensiuni peste 50 kV:

a - cablu cu ulei: b ::- cablu plat: c - cablu in COD-

ducta sub presiune.

ump1: s~atiul ramas, Cablul in conducta sub presiune (c)

consta dintr-un cablu in manta inchis intr-un containercu azot Ia presiunea 1400 kN/m2.

Sint studiate in prezentcablurile dicite cu apa.

Care este curentul Iimita al unui cablu?

Este curentul continuu maxim la Care cablul functio ,

neaza sigur si fara deteriorari. Capacitatea cablului in

a.cest sens este lirnitata de dDdura generata de conductor

91disipata in izolatie si manta. Curentul maxim depinde

de temperatura maxima Ia care izolatia poate lucra

(65°-85°C depinzind de tensiune, tip etc.) 9i de modul in54

care cablul a fost instalat. In general curentul maxim

admis intr-un cablu ingropat este mai mic decit al ace-

luiasi cablu plasat in aer, dar in anumite cazuri situatia

poate fi inversa.

Pentru toate tipurile de cabluri exists tabele care dau

curentul maxim.

Cum ajunge energia electrica la consumator?

1. Energia electrica este produsa asa cum am vazut

in capitclul anterior, la 0 tensiune de 11 kV, sau chiar

mai mare.

2. Tensiunea este ridicata la 220 kV sau 400 kV pen-

tru sistemul de transport.

3. De la statiile de a1imentare este distribuita Ia 33 kV

(sau uneori la 66 kV), instalatiile industriale mari Iiind

alimentate direct la aceasta tensiume.4. La statii le primareeste coborita la 11kVsau 6,6 kV.

5. In statiile locale se obtirie :tensiunea de alimentare

utilizata in Iocuinte, birouri etc. (380 V trifazat, 220 V

monofazat).*

Ce este un intreruptor?

Este un dispozitiv pentru conectarea si intreruperea

unui curent intr-un circuit, sau pcntru decuplarea auto-

mata a circuitului Ia cresterea excesiva a curentu1ui in

urrna unui scurt circuit in sarcina. Intreruptoarele sint

conectate in diferite puncte ale retelei de distributie.

Circuitu1 este intrerupt printr-o separare mecanica a

contactelor conectate in serie cu el. Contactele intrcrup-

torului sint plasate intr-o camera de stingere a arcului

electric (care tinde sa pastreze continuitatea circuitului).

• La noi In tal:a tensiuneade linie trifazata este 380 V, iar ceamonotazata util izata in cladiri este 220 V, in mod ebisnuit.

55

 

Page 30: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 30/56

De obieei mcdiul de stingere este ulei sau aero Aerul se

poate afla sub presiune asa cum se intimpla la intrerup-

torul cu aer comprimat. La alte tipuride Intreruptor apa

este utilizata cu succes la stingerea arcului. In cazul in-

treruptoarelor de rnalta tensiune se folose$te hexaflorura

de sulf.

Fig. 33. Intreruptor monofazat cu ulei, pentru tensiu-riea de 60 kV:

1- borne; 2- secundarut transtorrnatoruruj de curent; 3 - dis-POZltlVde etansare ; 4 - ghidare, resoarte de declansare stamortlzoare; 5. - contacte mobile; 6 - arcurt de reglare ~icontacte; 1 - izolator de por telan ; 8 - ventil; 9 - mecamsmde acnonare : 10 - cuplar e elastica; 11 - indicator de nivelpentru ulei : 12 - roata de cornanda manualii; 13 - filtre ~irobmete pentru aer; 14 - carnasa izolatoare din fibre vul-

canizate.

56

La intreruptorul cu ulei prezentat in fig. 33 deschide-

reacontactelor in ulei si temperatura initial ridicata a

arcului, deterrnina apar itia unei bule de gaz, fermata in

principal din hidrogen. Turbulenta gazuluisi racirea prin

uleiul inconjurator realizeaza stingerea efectiva a arcului

electric.

Cum functioneaza 0 siguranta?

Siguranta sau fuzibilul este ·formata dintr-un conduc-

tor subtire care se incalzesto 9i se topeste, deschlzind cir-

cuitul, atunci cind curentul depasestc 0 anumita valoare.

'In locuinte se folosesc pentru protectia instalatiei elec-

trice sigurantecapsulate. Tot inacest seep se mai folosesc

itiiieniptoare autol1wte miniaturii, avindcurentul de ru-

pere mai mic de 60 A.

Cum este realizata instalatia de protectie a unei

locuinte?

La' 0 instalatie casnica mica, sigurantele sau alte dis-

pozitive de protec1ie sint plasate in trei puncte asa cum

este aratat in fig..34. Inainta de Iritrarea in con tor se dis-

pune 0 siguranta de 60 A pe faza liniei de alimentare.

Dupa contor si intreruptorul principal urrneaza un tabloude sigurante (sau intreruptoare miniatura) de 30 A perrtru

fiecare circuit de putere sau grup de circuits (sigurantele

de 5 A sint suficiente, in mod obisnuit pentru circuitele

de iluminare). La un circuit modern de tip buclat ou 0

priza de iesire de 13 A, fiecare fi9a a consumator ilor elec-

trici are propria sa siguranta iadecvata acestuia. 'Intr-un

astfel de circuit, un consumator fix esteconectat prin

intermediul unei cutii cu sigurante, daca aceasta nu este

iricorporata in e1.

57

 

Page 31: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 31/56

Este un sistem de distributie a energiei electrice intr-o

Iocuinta formirrd 0 bucla pe care se pot conecta mai mul te

prize de 13 A, deservind 0 suprafata de aproximativ

100 m", totul fiind 1egat 1a 0 priza de iesire de 30 A (vezi

fig. 35). Aparatele consumatoare sint conectate in circuit

58

Ce este un circuit buclat de alimentare?

prin Iise multiple. Sigurante capsulate sint asamblate in

fisele de legatura sau in cutii de sigurante pent~u~ con-

s~matorii Iicsi. Cablurile de legatura 1a fiecare prrza tre:

buie sa aibe sectiunea mai mare de 1,5 mm" (sau 2,5 mm-

clad au izolatie de cauciuc sau p.v.c.).

Alimef!tare

faza lVeiltril

Sigura!l,ta

!leuif'u

----------,

lablo// sig//f'af/fe I

consomsto-) J

III

o· 000 IBom~ I

_!!! ' ! ! .r !!_J

tut;e cusIgw8nte

SI 1/7~;:eI'Upto8re

tIJ!l6'Xiu!li

f'6'f!/;{'UU!l

Circuit ill

b i l e / a

Legiitwt/e

la pamli7c !lU

sint deseost«

59

Prid deperete

F'ry '~5 Un circuit buclat. Un circuit separatt::b~~e' in~talat pe fiecare supraf'ata de ~O O m',

punctele de alimentare fiind conv~nabll a~~-zate de-a lungul sau, Fiecare bucla este ali-montata prin fazi'i !I i neutru, de la tabloul de. distr ibutie.ig. 34. Protectia clcctrica a unei instal atii

casnice. Schema nu cuprinde conductorul delegare la pamint,

 

Cum se mascara energia consumaUi?

Page 32: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 32/56

a curentului prin sigurante?

1. Contactul intre conductoarele par-curse de curent,

deterrninind un scurt circuit.

2. Supraincarcarea circuitului.

3. 0 legatura la parnint, adica un contact mtre un

conductor activ si invelisul metalic de protectie. In cea

mai mare parte a instalatiilor, siguranta (sau intrerup-

torul de curent maximal) sint proiectate in a9a fel incit

sa Iucreze si in acest caz.

Cum este Instalatia de legare la pamint?

Partile metalice ale instalatiilor electrice prin care

nu trece curent sint conectate la conductoarele de pamirit,

care se leaga in mod obisnuit la punctul neutru al retelei

de alimentare. Cablul subteran de alimentare are, de ase-

menea, mantaua metalica si arrnatura legate la punctul

neutru al transformatorului statiei de alirnentare. In in-

stalatiils mai vechi, in absenta unor astfel de Iogaturl,

erau utilizate conductele de apa. Actualmente, FlU mai

este permis ca legarea instalatiei Ia pamint sa se Iaca

prin ccnductele de apa sau gaze.

Cum este realizata protectia prin legare multiplala pamint?

Una din metode este legarea conductorului neutru al

liniei de aliment are la pamint, Legarea la pamint se face

la diferite intervale, de obicei, la intrarea 9i la iesirea

instalatiei, ceea ce asigura 0 continuitarte in cazul ruperii

conductorului neutru.

60

Cu ajutorul unurcontor de energie. Acest instnl~e~t

de masura are ca parte principala un disc dealumww

ce se poate roti in jurul unui ax (vezi fig. 36). Doi el~c-

tromagrieti plasati linga disc produc cimpuri magne:lce

care indue in disc curenti. In urma interactiunii curentllor

indusi si cimpul magnetic, rezulta un cuplu care rote9tediscul. Electromagnetul in forma de E, cu miez din tole de

fier, produce un cimp proportional cu tensiunea aplicata:

electromagnetul in forma de V, totcu miez din tole, pro-

Fig. 36. Wattmetru monofazat.

61

 

Page 33: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 33/56

Care sint defectele ce pot determina cresterea excesivaa curentului prin sigurante?

1. Contactul intre conductoarele par-curse de curent.

determinind un scurt circuit.

2. Supraincarcarea circuitului,

3. 0 legatura la parnint, adica un contact intre un

conductor activ ~i invelisul metalic de protectie. In cea

mai mare parte a instalatiilor, siguranta (sau intr erup-

tcrul decurent maximal) sint proiectatein asa fel incit

sa lucreze si in acest caz.

Cum este Instalatia de legare la pamint?

Par tile metalice ale instalatiilor electrice prin care

nu trece curent sint conectate la conductoarele de pamint,

care se leaga in mod obisnuit 1apunctul neutru al retelei

de alimentare. Cablul subteran de alimentare are, de ase-

menea, maritaua metalica 9iarmatura legate la punctul

neutru al transformatorului statiei de alimentare. In in-

stalatiils mai vechi, in absenta unor astfel de Iegatur i,

erau utilizate conductele de apa. Actualmente, nu mai

este permis ca Iegarea instalatieicla pamint sa se fad

prin conductele de apa sau gaze.

Cum este realizata protectia prin legare multi pia1 ; : 1 pamint?

Una din metode este legarea conductorului neutru al

liniei dealimentare la parnint. Legarea la pamint seface

la diferite intervale, de obicei, la intrarea si la iesir-ea

instalatiei, ceea ce asigura 0 continuitate in cazul ruperii

coriductorului neutru.

60

Cum se mascara energia consumata?

Cu ajutorul unuicontor de energie. Acest instrurr:e~t

de masuraareca parte principala un disc de aluminiu

ee se poate roti in jurul unui ax (vezi fig. 36). Doi el:c-

tromagne~i plasati Iinga disc produc cim~ur~. magnetice

care indue in 'disc curenti. In urma interac~lUnll curentllor

indusi si oimpul magnetic, r-ezulta uncupl~ ca~e rotestediscul. Electromagnetul in forma de E, cu miez dm tole de

fier, produce un cirnp propor~iona1 cu te~siu~ea aplicata:

electromagnetul in forma de U, totcu miez din tole, pro-

A . l u s t a r e vlteiB

clareiflB

Fig. 36. Wattmetru monofazat.

61

 

dues un cimp proportional cu curentul absorbit. Frinarea

Page 34: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 34/56

'cliscului se realizeaza cu ajutoi-ul Unor magnet; penma-

nenti.

Viteza de rotatio a discului depinde de efectul arnbilor

electromagneti si este, deci, corelata cu puterea consu-

mata, numaruj de rotatii fiind proportional cu energia

exprimata in kilowatt ora (kWh).

Cum este taxata energid consumata?

Taxarea energiei consumate se poate face fie direct

proportional cu energia consumata, fie stabilindu-se un

taI: if ,fix in functio de receptoarele existente (pausalj, Mai

ex:sta sistemul in care 0 parte din energia consurnata se

plate9te la un tarif, iar restul la un tarif redus (in acest

caz, pretul energiei in timpul noptii este mai red us decit

i~ tim~u1 zilei). Pentru inregi!strarea energiei consumatezrua, diferentiat de cea consumaaa noaptea, este necesar

un Contor cu dublu tarif.

Care este codul culorilor pentru firele de conexiune?

A fost adaptat cablul de culoare rO$ie peritru conduc-

toarele active, alba pentru neutru, iar pentru conductorul

de pamint, verde ~i galben (bicolor). In instalatiile mai

vechi sint utilizate culoarea rosie pentru cond~ctoarele

active, negru pen tru neutru si verde pentru conductorulde pamint.

Incalzirea '§ii iluminarea electrica

Cum produce caldura un curent electric?

Un conductor prin care trec~ curent se incalzeste da-

torita energiei electronilor in miscare, ca urrnare a cioc-

nirilor acestor a de atomii retelei metalice.

In timp ce anurriite coriductoare sint proiectate pentru

a disipa caldura minima, altele se construiesc special pen-

tru a produce energie terrnica. Ultirnele, slrrt elemente de

Incalzir'e electrica si sint montate in spirala pe suporti decaramid!1 refractara.

Din ce materiale se face elementul de incalzire?

Aceasta depinde de conditiile termice in care el tre-

buie sa lucreze. Elementul confectionat dintr-un aliaj

nichel-cupru (45Q /o nichel, 55% cupru) poate lucra pina la

400°C; un alia] de nichel crom-fier (60% nichel, 24% fier,

16010 crom) pina la 950°C; un aliaj nichel-crorn (80010 ni-

chel , 20010 crom) pina la 1 150°C f? i unul de fier-crom-alu-

miniu (20:_30% crom, 5010 aluminiu, 65-75010 fier) pina

la 1350°C.

La ce temperaturi lucreaza anumite clemente?

Elementele de incalzire casnice pot Iunctiona dupa

cum urrneaza: un Incalzitor prin convectie la 350°C; un

prajitor de piine la 600°C; un ceainic sau un incalzitor de

rufe la 850

o

G; un fier de calcat sau un incalzitor prin ra-

63

 

Page 35: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 35/56

diatie la g o o o e . Elementele rezistive ale cuptoarelor elec-

trice de tratare a metalelor fun ctioneaza la 1 o o o o e sau

mai multo

Care sint principalele tipuri de Incalzitoare casnice?

Un mcalzitor radiant produce caldura prin radiatie; el

incalzeste obiectele aflate in calea radiatiei termice si nu

aerul inconjurator. Temperatura elementelor de incalzire

in acest caz este foarte ridicata.

Un incalzitor convector tncalzeste prin convectie aerul

din Iocuinta , care poate fi antrenat prin intermediul unui

ventilator. Incalzitoarele tubulare, ca si cele cu ulei sau

apa, Iunctioneaza prin convectie. $i in acest caz 0 mica

cantitate de caldura este cedata prin radiatie. Elementele

de incalzir e au 0 temperatura relativ red usa. In cazul

incalzirii prin convectie, aerul intra in camera prin par-

tea de jos, strabate elementele de incalzire si iese la ni-

velul tavanului, temperatura fiind controlata prin inter-

rnediul unui 'terrnostat.

Un incalzi tor inmagazinator este un convectorcu ele-

mentele imbracats intr-un material izolant. El Iunctio-

neaza in tirnpul noptii, cind energia electrica este mai ief-

tinasi cedeaza caldura in timpul zilei, transmiterea facin-

du-se cu ajutorul ventilatoarelor.

Cum functioneaza un termostat?

Este un dispozitiv de reglare a ternperaturii si cuprinde

un element sensibil Ia var iatii le acesteia. La schirnbarea

ternperatur iise produce 0 Iorta mecanica sau un semnal

electric care actioneaza un regulator de caldura prin

interrnediul unui intreruptor, ventil sau alt dispozitiv

(vezi fig. 37). In forma cea mai simpla, 'terrnostatul este

alcatuit din doua lamele din metale diferite, prinse una de

alta, astfel incit la cresterea temperatur ii, datorita dilata-

rilor diferite, dispozitivul se cur-beaza. Aceasta curbare

este Iolosita la action area unui lntreruptor.

Meta l C/ J d lla ta rs m a re

a

: - : -- - - -= : I m r d o /'

Bulb

~Tu b ca'i /far f lu id d e d ll at ar e

! b

CearaG

Fig. 37. Termostate. Deformarea datorita temperaturii estenotata cu m;

a - lama btrnetalica in consota : b - element cu expansiune volu-metrtca ; c - element cu piston; d - element cu tub Bourdon.

Ce este 0 rezistenta de incalzire?

Este 0 rezistenta electrica de valoare relativ mare care

disipa suf icienta caldura Ia trecerea curentului electric.

In industrie ele se Inti'lnesc la cuptoarele Incalzite electric.

Elementele de incalzire industr iale sint similare celor

folosite in Iocuinte, fiind confectionate din eliaje nichel-

crom sau Iier-crom-aluminlu. La temperaturi Ioarte ridi-

cate se utilizeaza molibdenul, tungstenulsau platina. De-

asemeni, pot fi utilizate materiale nemetalice cum ar fi

grafitul sau carbura de si1iciu.

65

 

Rezistentele de incalzire sint utilizate la topirea meta-

Page 36: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 36/56

lel or moi ca antimoniul, plumbul, zincul care se topesc la

temperaturi relativ joase. Drept vase de topire se pot

folosi containere metalice. In unele situatii, piesa metalica

este conectata direct in circuitul electric. Acest procedeu

S e utilizoaza la incalzir ea barelor de metal iriainte de

laminare sau forjare.

Ce este inealzirea prin curenti de inalta Irecventa?

Ridicar ea temperaturii unui metal prin curentii de

inalta Irecventa care-I strabat, situatie in care se produce

o incalziro foarte rapida. Modul de incalzire depinde de

natura mater ialului. Astfel pentru mater ialele -conductoare

se util izeaza inciiizirea prin iruiuciie, iar pentru cele izo-

Iatoare, inciileirea dielectricii.

Cum se realizeaza incalzirea prin Inductie? .

Pe baza fenomenului de inductie electromagneticii, Ih-

tilnit Ia transforrnator. Cind un material conductor este

pla sat lntr-un cimp magnetic alternativ in el apare un

curent electric indus, care deterrnina incalzirea materia-

Iului. Puterea disipata pe 0 piesa de luau depinde de

modul de cuplare Intre ea si dispozitivul inductor, un

cuplaj fiind strins cind distants este mai mica de 5 mm.

In aceste corrditii puterea disipata in piesa este proportio-

nala cu patratul curentului din inductor v si radacina pa-

trata a Irecventei. La frecvente ridieate curentul indus

tinde sa se repartizeze superficial; acest Ienomen se nu-

rneste eject pelicular si este tot mai pronuntat la Irecvente

inalte.

Un cuptor de inductis necesita 0 atmosfera SpeC181a

sau vid de topire. In cazul topirii metalelor se uti lizeasa

66

frecventa industrials (50 Hz), in tirnp ce la Iipirea sau

calir ea rnetalelor, Irecventa poate ajunge pina la

10000 Hz. Ecliipamentele pentru tratamente superficiale

potf'unctiona Ia Irecvente chiar mai mari decit 500 000 Hz.

Cum se face inealzirea dielectrica?

Prill pierderile care au loc intr'-un material izolatorcirid acesta este conectat drept condensator la 0 alimen-

tare de c.a. Cimpul alter nativ deterrriina miscaraa mole-

culclor care duce la Incalz irea mater ialului. Electrozii pot

[fect~_

t m ~ h ".s.

~R j m i n G -'7

Fig. 38. Diferite moduri de incalzire di-electrica a Imbiriartlor de lemn si abailor pentru tratamente termice ale

metalelor.

5'67

 

fi plasati 'in diverse pozitii asa cum este aratat in fig. 38.

Page 37: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 37/56

Temperatura mai mica de 100°C prcdusa in materialele

dielectrice este adecvata multor scopuri industriale.

Energia terrnica produsa este propor tionala cu frec-

venta si patratul tensiunii de alimentare, Tensiunea de

alimentare poate ajunge pina la 15 kV, iar frecventa este

cuprinsa intre 2 si 100 MHz.

Incalzirea dielectrica este utilizata in producerea ma-

terialelor plastice si in topirea foliilor termoplastice.

Ce este un cuptor cu arc electric?

Este un cup tor de topire in care este produs un arc

electric intre doi electrozi, deobicei metalul de top it for-

mind unul din ei.

Un cuptor cu arc direct are trei electrozi de grafit

conectati la un sistem trifazat de tensiuni, arcul electricIorrnindu-se lntre acestia si sarja metalica (fig. 39). Elec-

r - - - - : r = = = ; = = = - = - - = : . : _ : : : . = = IIlrirlent8f'8f =f 'Jfazati f

.!--~~flectf'Oli~ r l = : = ; : : : ; : : : : : J

trozii sint initial in con-

tact cu sarja, dupa care

curentul este mentinut

de arc. In acest fel se

poate obtine 0 tempe-

ratura de 3500°C.

Un cup tor cu arc in-

direct este alimentat deo tensiune rnonofazata.

Res tu f' i me tahca

Fig. 39. Cuptor cu arc electricpentru deseurt metalice.

Cei doi electrozi Intre care se Iormeaza arcul sint montati

orizontal deasupra sarjei, care este leganata intre ei pen-

tru a fi incalzita uniform prin radiatie.

Ce este un cuptor cu fascicul de electroni?

Este un cuptor in care electronii accelerati in vid sin t

Iolositi la topirea metalelor. Un cuptor cu Iascicul de

68

electroni poate fi uti1izat la topirea si raf inarea unui me-

W cu punct ridicat d€ top ire.

Cum se face sudarea electrica a metalelor?

Siularea rezistioii este utilizata pentru lipirea a xloua

metale. In acest caz electrozii plasati pe ambele parti ale

foliilor de lipit, sint parcursi de un curent intens

Fig. 40. Sudarea elcctrica:

a - sudare prin puncte; b - sudare in cusatura ;c - sudare cu arc.

(fig. 40 (a)). Prin incalzire metalul se topeste partial, dupa

care este lipit prin aplicarea unei presiuni mari. La depla-

sarea celor doua folii, intre electrozi se Iorrneaza 0 cusa-

tura.

Siularea cu arc se bazeaza pe incalzirea metalului pe

baza unui arc electric. Arcul se Iormeaza intre placa, care

constituie unul din electrozi, si celalalt electrod.

Ce este aliajul de lipit?

Aliajul de lipit (fludorul) este un amestec de cositor si

plumb, cu adaosur imid de an'timoniu. Este utilizat la

lipirea conductoarelor electrice. Avind punctul de topire

69

 

care are lungimea de unda caracteristica gazului, Sodiul

Page 38: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 38/56

mai scazut decit conductoarele de lipit prin incalzire

el se topeste intre ele, dupa care se solidif ica lainlatu-

rarea sursei de caldura. Inainte de efectuarea lipiturii

se mlatura oxizii de pe metal.

In aderarea la metal cositorul joaca rolul eseritial.

Cum este construita Iampa cu filament?

o lampa C1! l filament (un bec electric), se bazeaza pe

incandescenta filamentului de tungsten, la trecerea curen-

tului prin e1. Eficienta filamentului cre~te daea el este

realizat sub forma unei duble spirale, asa cum este aratat

in fig. 41. In inter iorul balonului de sticla este introdus

un gaz inert, cum ar fi argoriul sau azotul, care preintirn-

pina distrugerea prernatura a filamen tului prin oxidare

sau evaporare. Sticla poate fi incolora sau tratata cu un

praf alb pen tru a realiza------ CO/(tJt ~e

Fig. 41. Lampa cu filament in-candescent.

difuzia luminii.

Ce este soclul baioneta?

Soclul unor Iampi cu

incandescenta cu doua sau

trei nituri, care patrund

in santurile practicate in

dulie. In mod normal, so-

clul are doua borne de con-

tact, izolate de rest. So-

elul baioneta cu un contact

central este utilizat Ia au-

tomobile.

Care este rezultatul descarcarii electrice in gaze?

Daca descarcarea se face irrtr-un gaz pur, energia ce-

data atornilor gazului face ca acestia sa emita 0 radiatie

70

si mercurul, in stare de vapori, ca si neonul, emit radiatii

luminoase; sodiul produce 0 lumina galbena intensa,

mercur ul una alb-albastruie, iar neonul da 0 lumina rosie

puternica.

Cum este construit un tub cu descarcare?

Este un tub lung de sticla, care contine gaz sau vapori.

Pentru meritinerea fluxului de electroni, In'tre eleetrozi

se aplica 0 tensiune inalta, tubul numindu-se in aeest caz

cu catod rece. Tuburile eu vapori de mercur sau de sodiu

Iucreaza calde, producind suficienta caldura pentru eva-

porarea metalului. Tubur ile cu vapori de mereur lucreaza

direct la tensiunea de 200-300 V, in timp ce tuburile eu

vapori de sodiu necesita un transforrnator ridicator.

Cum Iunctioneaza un tub fluorescent?

Un tub fluorescent utilizeaza radiatia ultravioleta a

vaporilor de mer-cur pentru a stimula invel isul fluores-

cent din inter iorul tubului. Presiunea vaporilor de mercur

este redusa, pentru aprindere fiind adaugat argon. Cali-

tatea luminii poate fi variata in Iunctie de invelisul fluo-

rescent al tubului.

Ce dispozitive auxiliare necesita un tub fluorescent?

Pentru Iunctionarea tubului sint necesare 0 bobina de

soc pentru Iimi tarea curerrtului, un condensator pentru eo-

rectarea Iactorului de putere ~i un dispozitiv de pornire

(starter). Starterul poate fi un Irrtreruptor eu bimetal sau

transformatorul de 'incalzire a filamentului.

71

 

Cum functioneaza 0 lampa cu are?

Page 39: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 39/56

In general consists din doi electrozi de carbune intre

care este mentinut un arc electric. Ea produce 0 lumina

foarte intensa, fiind utilizata la reflectoarele si proiectoa-

rele de filmare.

O U / l t o a / : ] . f J e l J

4 {! W FHa d o o d l c e

I I

i f / , e / ; ~ de s t l c r a $trartubilfar 1,,(!7Ifi1Sceot

I

Dull£'ba!o.lleti

s e w

\

I \

\PIJl'f C'!JfeL'tr/df'ff;!i!{(IffiC !f1{: l lZl t fa (lumm!

J; n J d J 7 i m u t if} (uRdIOlra!'f}

Fig. 42. Lampa fluorescenta.

Ce este lampa eu tungsten si halogen?

LJtnpa cu tungsten si halogen (sau cuart-halogen) are

Iilamentul de tungsten inchis intr-o incinta de cuart in

care se afla un halogen (brom sau iod). F'ilamentul poate

functions Ia temperaturi mult mai mari decit cele obis-

nuite, are 0 viata mai Iunga ~i da 0 stralucire rnai mare.

ItIntr-o Iampaobisnuita cu filament de 'tungsten sticla se

Innegreste prin evaporarea acastuia. In lampa cu tungsten

si halogen, insa, atomii halogenului se combina cu atomii

de tungsten ernisi de filament; se formeaza iodura de

tungsten care fiind instabila se redepune pe filament.

Intrucit sticla nu rezista 1a temperatura de 600°C, 5e uti-

lizeaza pentru inchiderea Iilamentului ei halogenului res-

pectiv, cuartul,

Ce este electroluminescenta?

Unele materiale, ca de exemplu fosforul, emit radiati.i

vizibile atunci cind sint bombardate cu electroni rapizi

72

sau cu radiatii electromagnetice. Emisia de lumina in

cazul fosforului sau a sulfurtl de zinc, sub actiunea di-

recta a cimpului electric, se numeste electrolurninescenta.

Placa s trc lJ P8I/Ci/I,j COlldi/ctoare

iransparmti

Lurmn» emlsa

fos/or in rasff/a

dre!edrtca

Pelici/!a-meta!rcaM a te rr a! d e

protec(re

Fig. 43: Element electrolumeniscent.

In dispozitivele practice, fosforul sub forma de pudra

eristalina dispersata in ra9ina izolatoare, este dispus, in

strat subtire, intre doua supr afete conductoare formind

un condensator. Una din suprafete (electrod) este trans-

parenta pentru a permite trecerea luminii de la fosfor

catre exterior. La anumite tipuri, se Ioloseste drept suport

o folie de sticla cu una din suprafete, m~talizata. Celelalte

straturi s~nt asezate pe aceasta suprafata '39a cum este

atat in fig. 43, unde, pentru claritate dimensiunile au

fost exagerate.

 

tia Iortei ce actioneaza asupra conductorului si miscarea

Page 40: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 40/56

i. Motoare electrice. .:

i

Care este regula miinii stingi (Fleming)?

Este regula care deterrnina directia Iortei exercitate

asupra unui conductor par-curs de curent si plasatintr-un

cirnp magnetic. Degetul mare, aratatorul 9i degetul mijlo-

ciu ale miinii stingi, aranjate ca in fig. 44, corespund .unui

sistem triortogonal de axe

Daca degetul aratator indica

directia cimpului, iar cel rnij-

lociu directiacurentului, de-

getul mare va arata directiaN j l D C l I f

ocurenc Ior tei exercitate de oirnp

asupra oonductorului. Daca

condudorul este Iiber sa S2

deplaseze, cum se petrece in-

tr-un motor electric, degetul

mare va indica directia de-

plasar ii,

Arjtitor

= cimp

Fig. 44. Regula miinii stingipentru determinarea sensului

fortei.

Ce principii guverneaza functionarea unui motor .electric?

Un motor electric functioneaza [rivers decit generato-

rul (vezi cap. 3). Un conductor parcurs de curent are ten-

dinta sa se deplaseze atunci cind este plasat irrtr-un cimp

magnetic; cu cit curentul este mai mare, cu atit Iorta va

fi mai mare. Daca directia curentului sau dir ectia cimpu-

lui magnetic sint inversate, atunci se va schimba si direc-

74

lui va fi in directie opusa. Dad se schirnba in acelasi timp

curentul si cimpul, directia .miscariiramine neschimbata.

In si'tuatia in care conductorul are forma unei spire libere

sa se rotcasca intre polii unui magnet, vom avea 0 situa-

tie analoga cu cea intilnita la generator.

Cum functioneaza un motor de curent continuu?

Daca 0 spira, care se poate roti intr-un cimp magnetic,

are capetele conectate la un colector cu doua segmente,

ca in fig. 45, situatia este similar-a cu cea a dinamului

prezentat in fig. 20. Pentru a determina miscar ea ei este

riecesara 0 sursa de c.c. aplicata pe cele doua perii.

Cu spira in pozi tia din fig. 45, curentul va trece de la

-colector prin bratul A. Regula, pr ezentata anterior, arata

ca asupra acestei portiuni de conductor se va exercita 0

forta indreptata in jos. Intrucit curcntul prin bratul B

este dirijat in sens invers, forta asupra lui va fi in sus.

Spira va fi rotita pina in poz itia ver ticala, cu conducto-

rul B SUs si A, jos. In acest moment periile vor veni in

contact ou celalalt segment

al colector ului astfel, incit

curentul prin cele doua

brate A si B se va inversa;

Iorte le VOl' da in continua-re un cuplu orientat in

acelasi sens, astfel Incit

spira continua sa se 10-

teases.

Motorul practic are,

desigur, mai multe spire

coriectate la un colector cu

mai multe segmente. Spi-

1 . . 4 "/im8l7taru c . c .

Fig. 45. Principiul motorului dec.c. cu 0 singura spira si colec-

tor cu doua segmente.

75

 

rele sint dispuse in crestatur ipracticate pe rotorul con-

Page 41: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 41/56

fectionat din material feromagnetic (pentru a concentra

cimpul magnetic). Infasurarile de excitatie, bobinate pe

piesele polare, (construite din tole) produc cimpul magne-

tic necesar; ele pot forma mai multe perechi de poli, in

care caz creste nurnarul de perii. Colectoarele sin t con-

Iectiorrate din cupru cu material izolator intre segments.Periile, de obicei, sint din carbon, tratat uneori cu metal.

Ce este tensiunea contraelectromotoare?

Au fost aratate mai sus asemanarile dintre motorul

de c.c. si din am. Datori ta acestora, la invirtirea rotorului,

in spire le sale se induce 0 tensiune clectrica, intrucit aces-

tea taie liniile de cimp magnetic. Tensiunea indusa este

opusa tensiunii aplicate din exterior si se numeste ten-

siune contraelectromotoare.

Care este relatia dintre tensiunea contraelectromotoare. si viteza motorului?

Cind rotorul este imobil, tensiunea contraelectromo-

toare este nula, curentul in infasurarea rctor ica fiind limi-

tat numai de rezistenta ei.

La cre9terea vitezei de rotatie, tensiunea contraelectro-

motoare creste la r-indul ei, pina cind la turatia nomiriala

se realizeaza un echilibru de Iunctionare. Diferenta intre

tensiunea aplicata sl tensiunea contraelectrornotoare de-

terrnina un curent rotoric suficient pentru function-area

motor ului. Daca sarcina motorului creste este riecesar Un

curent rotoric mai mare. Rotorul i~i rnicsoreaza turatia

astfel Incit creste diferenta intre tensiunea aplicata 9i

tensiunea contraelectromotoare. In cazul micsorarii sarci-

nii, viteza de rotatie creste, iar difer enta intre tensiunea

aplicata si tensiunea contraelectromotoare scade.

76

Care sint principalele tipuri de motoare de curent

continua?

Motoaro cu excitatie der ivatie

Motoare cu excitatis serie

Motoare cu excita~ie mix.ta'

Aceasta terminologie se refera la modul in care bobi-nele de excitatie si infasurarea rotorica sin't conectate

intre ele (vezi fig. 46). Modu] de conexiuneafecteaza

i fl fasurarea de

~

/"ofawrarea de

CJlimeflwre

Motor serie

Aliment;;re

Fig. 46. Diferite moduri de excitatia ale unui mo-tor de c.c.

comportarea motorului in diverse eonditii, anumite situatii

corespunzind anumitor tip uri de motoare. Corespunzator

fiecarui tip exista 0 mare varietate de dimensiuni si pu-

teri ale motoarelor.

Care sint caracteristicile unui motor eu excitatie

derivatie?

Motorulcu excitatia deri vatie are bobihele de excita-

1ie in par-ale 1 cu infa9urarea rotor-lea, Rezistenta r'otorica

este mica in compar-atio cu cea a infa9urarilor de excita-

tie, astfel lncit cea mai mare parte a curentului absorbit

trece prin ea.

La pornire curentul prin rotor este foarte mare, ten-

slunea contraelectromotoare fiind nula. Dater-ita curentu-

lui rnic prin bobinele de excitatie, cimpul magnetic pro-

.dus de acestea Va fi slab ~i cuplul de porriire este redus.

77

 

La cresterea vitezei, creste icorespunzator si tensiuneaIn Iunctionare, intensitatea cimpului si viteza de ro-

Page 42: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 42/56

Fig. 47. Conexiunile rnfasurarilor siale regulatorului unui motor eu ex-citatia in derivatie ; caracteristic.Ie

sale de sarcina.

78

lor de excitatie Se

realizeaza pr in dis-

punerea mai multor

spire Icarte subtir'i

pe piesele polare.

contraelectromotoare, ceea ce determina micsorarea cur en-

tului si, deci, scaderea cuplului. 0 cre'!tere a sarcinii pro-

duce 0 scadere a vi-

tezei (fig. 48), care

deterrniria micsor area

tensiunii contraelec-

tromotoare, cresterca

cureritului rotoric si

rnarirea cuplului.

Deci motorul are 0

buna adaptabilil:Jate

la var iatia sarcinii.

Dator ita cuplului

mare de porn ire ,!i ai

posibilitatii de adap-

tare la sarcini varia-bile el corespunde

aplicatiilor in care

-viteza nu este COI1-

statata, cum ar fi 10-

comotivele electrice

sau alte vehicule.

Infasurarile de

excitatie ale acestui

motor au un nurnar

mic de spire grease,

ceea ce Ie asigura 0

rezistenta mica.

tatie depind de tensiunea de alimentare, fiind apr oape

independente de sarcina. In consecinta motorul are 0 ca-

racteristica de viteza

aproape cons tan ta

(vezi fig. 47), cores-

punzatoare antrenarii

echipamentelor in-

dustriale care au va-

riatii rnari de vrteza

la Iluctuatii ale sar-

cinii.

Rezisterita de va-

lome mare a bobine-

Motorul cu exci-

tatie serie are bobi-

nele de excitatie in-

seriate cu infasurarea

rotorica, astfel incit

ambele sint straba-,

tute de acelasi cu·

rent.

Dator ita absentei tensiunii contraeiectromotoare, la

pornire curentul rotoric va fi mare ceea ce deterrnina un

cuplu mare de pornire.

Care slut caracte-

risticile unui motor

ell excitatie serie?

CUNnirotor!l:---

Fig. 48. Conexiunile infa9urarilor unui

motor eu excitatia in serie iii carac-

teristicile lui.

Cum functioneaza un motor eu excitatie mixta

'eomparativ eu unul derivatie sau serie?

Motorul cu exci tatie mixta -arearnindoua bobinele

serie si paralel, infasurate pe fiecaro pol. Daca cele doua

.infasurari sint in acela~i sens, motorul este cu excitatie

79

 

aditionaLii; in caz contrar el are excitatie mixta diferen- rezistenta scade progresiv si vitezacreste. La ult imul con-

Page 43: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 43/56

uoui. Consecintele celor doua tip uri de rnontare se releva

in caracteristica de viteza din fig. 49.

.Motor-ul cu excitatia mixta are, in general, un cuplu

de porriire mai mare decit motorul derivatie si 0 caracte-

ristica de viteza mai

buna decit unul serie.Se rernarca Iaptul ca

motorul cu excitatie

aditionala are 0 carac-

teristica similara cu cea

a motorului ser ie. El da

un cupul bun de porni-

re, fara pierderea stabi-

litatii vitezei. Motorul

cu excitatie mixta dife-

rentiala se comporta

mai mult sau mai putin

ca un motor derivatie,

Iiind mai putin utilizat,

Mixt diferen(18!

tI

Curent rot.or.c _

Fig. 49. Caracteristicile de sarcinaale celor doua tipuri de motoare

cu excit atie mixta.

Cum porneste un motor de curent continuu? ,

Am vazut ca motorul de c.c. absoarbe un curent mare

la pornire, inainte de a incepe rniscarea rotorul ui si vapa-

ritiei tensiunii contraelectrornotoare. Din acest motiv lamotoarele de c.c., cu exceptia motoarelor mici, se conec-

teaza un rezistor in seriecu tensiunea de alimentare pina,

cind motor ul porneste.

Acest lucru poate fi facut cu un dispozitiv manual de-

porn ire, asa cum este aratat in fig. 50. Pentru pornirea

motorului bratul de porriirc este deplasat pe prim til con-,

tact, astfel inclt in circuit este conectata intreaga rezis-

tenta, Deplasindu-l apoi treptat pe contactele succesive;

80

tact rezistenta este scoasa din circuit si un electromagnet

mentinebratul in pozitia finala.

Pentru oprirea motorului este deconectata alimenta-

rea, iar electromagnetul elibereaza bratul, care revine

Fig. 50. Dispozitiv de pornire manual, pentr u motor ul seric.

'in pozitia initiala prin interrnediul unui resort. Electro-

magnetul actioneaza, deasemeni, ca un dispozitiv de sigu-

ranta, perrnitirrd reintoarcerea bi-atului pe pozitia initiala

la caderea tensiun iidealimentare.

Cum este reglata viteza unui motor de curentcontinuu?

Prin utilizarea unei rezistente variabile, numita reosinL

Acesta poate fi concctat in serie cu alimentarea, similar

rezistentei de por nir e. Totusi, spre deosebire de aceasta,

prin el va trece curen t tot timpul functionar iisi trebuie

sa fie confectioriat din spire grease. Alt mod este prin

conectarea reostatului in circuitul de excitatie, in care caz

perrnite variatia cimpului magnetic. Un sistern eficient de

reglare a vitezei este moritajul Ward Leonard.

Ce este montajul de reglare Ward,Leonard?

Este un sistem de reglare al vitezei ce poate fi utili-

zat la motoare de putere mare, care necesita un reglaj

81

 

sensib. il in limite Iargi. 0 forma simpll·fica.tav.fIt . a circuituluiOOSI este prezeniata in fig. 51.

cuplului (coriductie sau iriductie). Toate motoarele de c.c.

Page 44: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 44/56

Un .mo:or cu viteza constanta antreneaza Un

CLl ~xc~tatle independenta, care alimenteaza un ~nerat~r

excltatle indepen'denta. Viteza es'te modl'fl'cataV otor cuprin varia-

Excitatlege!7eracor

£xc t io 'c i emotor

Motor ell

Vlt8za cOl7stal7taRotorll/

geI78I'at(}l'II/Il/Rotol'uI

motorll/ll/

Fig. 51. Regulator Ward Leonard.

;ia ?impului de excitatie al generatorului, care schirnh.i

,enSlUnea de alimentarela borneled motorulUl·. D' ti2 rotatie se schirnhs . . . lrec,la

, 1 a prrn lDversarea curentuhi] in bobi-nele de excitatie ale genera'torului S l't lui . ensu de rotatie al

ro or~ ui ?~neratorulUi nu ests inversabil.

D1SPOZlt!vul de reglare Ward Le ..;avantaje: econorn: d . onard are urmatoarele

ie e putere cuplu bun 1 t tsi vitezele si absent u '. a oa e sarcinile

'f ,a nor- rezlstoare strabat tfoarte inten$i. 1 a u e de curen ti

Care sint principalele tipuri de motoare de curent

alternativ?

Motoare asincrone

Motoare sincrone

lVIotoare de curent alternativ cu colector

Motoarelc. de cap t f' 1 ifi1 . . ~v '. 0 1 C aSI icato dupa modul in care

e e uhllzeaza energia de alimerrtare pentruproducerea

82

uti lizeaza curentul de conductio in timp ce unele motoare

de c.a. util izeaza curen'tul obtinut prin inductie electro-

magnetica. Motoarele de c.a. pot fi trifazate sau mono-

fazate.

Ce este un motor asincron?

Intr-un motor asincron curentul infasurarii statorice

produce un cimp magnetic invir titor, care induce curenti

in infasur-ar-ile rotor-ice, astfel incit intre rotor si stator

apare un cuplu de rotatie. Acest tip de motor este eel mai

economic si sigur motor de actionare, in cazul in care este

necesar a 0 viteza aproxirnativ constanta.

MotoareLe de mica putere (fractiuni de CP) sint in mod

obisnuit monofazate, fiind utilizate in scopuri casriice,

uncle alirnen tarea este monofaeate. Totusi eea mai mare

parte a motoarelor de putere mai mare de 3/4 CP (560 'V)

sint tr.ifazate, avind un pret relativ scazut.

Cumfunctioneaza motorul asincron trifazat?

Infasurarilc statorice sint astfel dispuse inclt cirnpul

magnetic rezuitant 5e deplaseaza cu 0 viteza coristanta in

jurul politer magnetici. Efectu1 celor trei Infa~urari tri-

fazate este rotatia cornpleta cu 3600

a cimpului 1a f iecare

perioada a curentului, adica 50 de rotatii pe secunda (pen-

tru motorul cu doi poli pe Iaza). La motorul cu patru poli

pe Iaza, cimpul se roteste de 25 de ori pe secunda. De

Iapt infasurar ile stator-ice sint similare cu acelea ale alter-

natorului, Intr-un alternator tr ifazat tensiunile sint ge-ne-

rate prin rotatia cimpulu imagnetic. Atunci cind sistemul

de tensiuni trifazate este aplicat infasurar ilor statoriee

ale rnotor-ului asincron, este produs un cimp magnetic

invir titor similar aceluia din alternator.

6* 83

 

Exist.3 doua variante constructive ale rotorului. Cea

mai sirnpla are rotorul in colivie de ueoeritii in care cazcuplului. Diferenta de viteze se numeste alunecare si este

Page 45: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 45/56

in crestaturil- rotorice sint plasats bare d~ ~lumini-u sau

cupru sUdate }a capete pe doua inele. ConstructIa searnana

cu 0 colivio (vezi fig. 52). Aceste conductoare formeaza 0

de

~---- •• -- ". CdrCd,yJ deote/'- " .',I....J

Fig. 52. Motor asineron eu rotorul in eolivie de ve-

verrta.

serie de bucl- (spire) in scurtcircuit. Ce'alalta vananta con-

structiva are trei infa~urari de faza plasate in crestatu-]

pe rotor ~i conedate 1a trei inele pe axul acestuia. Inelelepermit conedarea in circuituj rotoric a unor rezistente

exterioare Variabile, in tirnpu] pornirii,care sint scurtcir..

cui tate cln'd rotorul a atins tUrati'a nominata. Scopul lor

este de a reduce cure ntH intensi de pornire si de a mar!

cuplul relativ redus de pornire al motorului astncron.

De fapt, motonil se invirte.c;;te cu 0 viteza mai mica

decitcea a cimpului invirtitor, 0 mi'~'care relativa intre

cimpul statorjc si rotor Iiind necesara pentru producerea

84

de aproximativ 20/0 Ia un motor mare. Cresterea sarcinii

produce 0 crestere a alunecarii si 0 mlcsorare ia vitezei.

Cum functioneaza motorul asincron monofazat?

Pentru producerea cimpului Invir titor, la motor ul

monofazat este necesara adaugarea unei infasurar! auxi-

Iiare, deplasata fata de infasuraree prmcipala astfel incH

se produce 0 pereche de cimpuri magnetics alternative.

Daca intre cele doua cimpuri exista un defazaj, astfel in-

eft ele sa atinga valori maxime la momente diferite,

cimpul rezultant va fi Invirtitor.

In Iunctie de modul de producere al defazajului, mo-

torul poate fi cu faza auxiliarii $i condensator sau cu

poli ecranati.

Care este principiul de functionare a unui motor cu

infasurare auxiliara si condensator?

Bobinele Infasurariiauxiliare

nele principale ale statorului, la

lor este mult mai mare decit

a celor principale, astfel incit

unghiul de defazaj al curen-

tilor este de aproximati v

.200• Acest defazaj nu pro-

duce un cuplu de pornire.

Unghiul de defazaj poate

fi mar-it la 800 prin inserie-

rea unui condensator pe faza

auxiliara, in care caz se pro-

duce cuplul necesar pornirii.

Montajul cu faza auxiliara

si condensator este prezen-

sint plasate intre bobi-

mijlocul lor. Rezistenta

d / itne fl t -a re mono! l; z tI ta

i'flfasufBre

p r i r i C / p a l i

Fig. 53.

Iiara siauxi-

de por-nire.

 

tat in fig. 53. La inchider ea intreruptot-ului sini conectate

in circuit faza auxiliara $i condensatorul. Cind motor ul

fi d asemenea, fo1osite 1aMotoarele sincrone pot 1, · e

'ctoru1ui de putere al intreprinderi10r in-

Page 46: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 46/56

incepe s a Iunctioneze, intreruptorul este deschis manual,

sau automat.

'Care este principiul motorului eu poli ecranati?

Un motor cu poli ecranati este aratat in fig .. 54. Fe 0

portiune a. piesei polare este practicata 0 infasurere in

scurtcir cuit realizata dintr-un inel de cupru. Cirnpul mag-

netic 'produs de infasurar ea de ecranare este defazat in

urrna cimpului principal. El 'are valoare mica, dar suf icient

pentru a deterrnirra cu-

plul P : 2 pornire. Con-

sbruetia IPrezen,t!ataeste

L\tilizata de, obicei, J1 a

masin ile mid de indue-

tie.

R ot or in COilVlB

d e v e~ er Jt aS P I r a dePCnJI'Jf , ( '

Fig. 54. Motor cu poli ecranati.

Ce este un motor:'. ?smcronr

Este un motor cu \l:i-

teza de rotatie constan-

ta, aceasta depinzi nd de

Irecventa tensiuni i al-

ternati ve de alimen tare'si de nurnarul perechi-

lor de poli.

Motoarele sincrone mici sint utilizate Is diverse apli-

catii, cum ar fi de oxemplu actionarea ceasurilor electrice,

viteza lor de rotatie fiind suficient de stabila la frecventa

Industrrala de 50 Hz. Motoare ceva rnai mad se utilizeaza

Ia mecanisme1e de precizie, de exernplu la magnetofoane

sau pickup-uri.

86

imbunata~irea

dustriale.

1· ?Cum funelioneaza motoru Sllleron,

t uit ea un elec-Rotorul unui motor sincron este cons r 1.. .

tromagnet si este a1imentat in curent c.c. prrn me.Ie: H$a

'.v t t' 'fig 55 (motoarele de putere mica potcum este ara a In .

avea magneti permanent,i,

e1iminindu-se in acest fel

Bursa de c.c.). In stator este

creat un cimp magnetic in-

virtitor si atunci cind rotc-

rul este adus la aceea~i vi-

teza de rotatie el va fi rotit

odata cu cimpul.

In cazul motorului sin-

cron nu exista alunecare, ca

Ia motorul de inductie, iar "5 Motor sincron tri-Fig. v •

viteza rotorului ramine con- fazat.

stanta la diferite sarcini.

1. 1 iteza de lucru S2 folosef?te

'Pentru aducerea rotoru Ul ia vrtez . ':

un motor separ.at sau 0 infa~urare supl1ment:ara pe. rotor,

. la un motor asmcron.capabila sa realizeze pormrea ea . . . . . .

. ici pot fi aduse la tLlra~ra de smCIOMotoare1e casmce ml 1 , .•

nism prin simpla rnvtrtire a unui mirier de pormI~. ,

Motoare1e sincrone de tensiune joasa, cu .por,mre 1~

. ' t i mod frecvent de constructie mversa,asincrou, S111 n . 'r V1 roto-avind ioJasurarile de faza pe rotor, 131' Ina~uran :" .

, v C Iizeeza 0 buria statlo-rice" pe stator. Aceasta var-ian a rea: 1.. . ..•• v •

naritate a vitezei si evita complieatll1e unei alimentan

prin inele si periL

87

 

Ce este un motor de eurent alternativ eu eoleetor?La pcrriirea motorului, tnfasurarile statorice sint co-

nectate in stea (vezi fig. 56). Cind motorul a atins viteza

Page 47: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 47/56

Este motoru] la care 0 tensiune alternativa exterioara

de 0 frecventa convenabila este aplicata rotorului, priri

intermediul careia poate fi variata viteza masinii, fara a

reduceeficienta sa. Un motor trifazat cu reolector poate

fi un motor de indU!ctie cuplat mecanic cu un eonvertizor

de frecventa, de Ia colectorul caruia se obtine tensiunea

suplimentara 1a aceiasi Irecventa r-u a rotorului motorului

de inductis.

Aplicarea unei tensiuni electromotoare aditionale pe ro-

tor, in directio opusa tensiunii induss de cimpul invir-t.itor,

deterrnina miqorarea turatiei pina cind alunecarea este

suficionta ca aceiasi tensiune sa fie indusa. 0 tensiune

electromotoare adlttonala, in acelasi sens, deterrnina cres-

terea vitezei in aceiasi masura. La fiecare viteza de lucru

motorul se compor ta ca un motor de inductie.

Tensiunea de alimentare la un motor cu colector poate

fi aplicata fie pe rotor, fie pe stator ..

Ce este motorul universal?

Este un motor cu colector destinat sa lucreze in C.C-

sau c.a, monofazat. In mod normal el are un circuit iden-

tic cu motorul de c.c. cu excitatie serie, constructia sa Iiind

aceeasi, eu exceptia ca atit rotorul cit si statorul sint con-

Iectionato din tole.

Ce este comutatorul stea-triunghi?

Este un dispozitiv pentru reducel'ea curentului de por-

nire al motorului de inductio cu rotorul in colivie, fiind

utilizat de obicei la masinilo de putere mai mica de 50 CP

(3'7 kW).

88

nominal a conexiunile sint schimbate in triunghi. In acest

fel curentul si cuplul de porriire reprezinta numai 0 treime

din valorile lor nominale.

{ 'o n e x/ un l' i n s e e s

/ a p o rn if 'e

C o ne x il Jf J e i n t ri un g h i

func,tionare

Fig. 56. Comutator stea-triunghi.

Poate fi variata viteza motoarelor de curent .alternativ?

Da. Desi viteza motoarelor de c.a. este deterrninata de

frecventa retelei de alimentare, ea poate fi variata..Un motorcu rotor in colivie poate fi proiectat pentru

diferite viteze prin schimbarea numarului de poli. Viteza

unui motor cu rotor bobinat poate fi variata prin introdu-

cerea unei rezistente in Infasurarea rotorica, ceea ee nu

reprezinta 0 metoda eficienta. Din aeest motiv cind dorim

variatia 'in limite largi a vitezeise Ioloseste motorul de

c.a. cu colector,care realizeaza acest lucru pr in alimenta-

rea rotorului cu 0 tensiune variabila. Se poate obtine, de-

asemeni, un regulator de viteza princombinarea unui

motor de inductiecu 0 masina dec.a. cu colector.

89

 

Cum sint frinate motoarele electrice?i Electroliza.. :

Page 48: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 48/56

Frinarea,atunci cind este necesadl, poate fi Iacuta me-

carrie, cu un tambur sau disc de fr inar e, sau electric, utili-

zind puterea proprie a motorului.

Frinarea electrica poate fi: frinare reciiperatiuii, Irinare

prin cureiii invers si frinare diruunicii, Frinarea reCl+pe-

rativa utilizeaza proprietatea majoritatii motoarelor de a

genera atunci cind ele se rotesc mai repe'de decit in cazul

Iunctionaril 'in gol. Cum generarea de energ ie necesita

cheltuiala de energie, rezulta 0 actiune de frinare care

creste cu 'viteze. Fr inarea prim curent invers irnplica in-

versarea conexiuni.lor de alimentare in scopul inversar.ii

sensului cuplujui, alimentarea fiind intrerupta automat la

oprirea motorului. In cazul fr inar iidinamice, motorul este

deconectat de Ia reteaua de c.a, si pe el este aplicata 0

tensiune 'continua, care produce UJncimp magnetic con-

stant. Acesta induce in Infasur ar-aa care se roteste 0 ten-

siune electromotoare care disipa energie sl Irlneaza ma-

sina. Un efect similar se obtirre Ia motor ul 'asincron, prin

coriectarea unui condensator la bornele sale.

Ce este un motor liniar?

Motorul liniar este realizat pe pr incipiul motorulu!

asincron, in care miscarea de rotatie devine liniara, El

poate fi irnaginat ca avind un stator circular trifazat, taiat

si apoi intins f,'iun inductor care se deplaseaza liniar.

Aplicatiile posibile ale motoarelor liniare: razboaie

de tesut (unde este necesara realizarea unei miscar ioscila-

torii Iiniare), poduri rulante transpor-toare (unde rotorul

Iormeaza banda transportoare) si transportul fercviar

(urrds sinele Iormeaza statorul).

90

i.. :

i

Ce sint ionii?

Ionii sint acei atomi care au 0 Iipsa sau un exces de

electrorii. ,Daca atomii au mai multi electroni, decit este

normal (vezi cap. 1) atunci ei se riumesc ioni negativi (sau

(lnioni); daca ei" poseda mai putini electroni decit in stare

neutra, ei sint iorii pozitivi (sau cationi).

Ioni exista intr-o oarecare masura in mod natural, dar

ei pot fi generati cind un cirnp electric este stabilit in

material. De Iapt, trecerea cureritului se daboreste vat i t

miscarii ionilor, cit si a electronilor.

Ce este un electrolit?

Un electrolit este 0 substanta, de obicei lichida, COl1-

ductoare de electricitate datorita prezeritei unui nurnar

mare de ioni in interioru] ei. Exernple 'de electroliti: solu-

tii inapa ale acizilor, bazelor si sarurilor. Multe saruri

topite sint, de asemeriea, electroliti. Dintre substantcle

care disociaza aproape cornplet in ioni, la dizolvarea in

apa, se remarca acidul azotic si hidr oxidul de sodiu (elec-

troliti tari). In general 0 sare (de exemplu clorura de po-

tasiu) obtinuta pr in neutr alizarea unui acid putarn ic este

un olectro lit tare.

Ce se petrece intr-o baie electrolitidi?

o baie €lectrolitica are doi electrozi, conectati la borna

pozitiva si negativa a unei baterii, introdusi im tr--o solutie

91

 

electr-olitica. Un electrolitin solutie disociaza in anioni si

cationi, astfel numiti pentru ca anionii, sau ionii negativi,

Masa Wa elementului (sau radicalului) depus pe elec-

trozi depinde de cantitatea de electricitate 'care trece pr in

Page 49: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 49/56

migreaza spre electrodul pozitiv numit anod, iar cationii,

sau ionii pozitivi, spre electrodul negativ numit catod.

La electrozi, ionii pot fi neutralizati si evacuati, sau pot

Iua parte la reactii chimic€ Iorrnind noi compusi. Acest

proces de schirnbari chimice, datorita energiei chirnice,are diverse aplicatii, cum sint galvanostegia si rafinarea

electrolitlca.

Procesul inversare loc la descarcarea unei baterii sau

a unui element voltaic. In acest caz reactiilo chimice au

Ioc la suprafata electrozilor,schimbarilechimice determi-

nind curentul electric ce poate circu'la incircui'tul exterior.

Anionii circula acurn spre electrodul negativ, iar cationii

spre cel pozitiv (fig, 2).

Ce este galvanostegia?

Acoperirea metalelor cu straturi de metal (de exemplu:

nichel, crom, alama, zinc, argint,· cupru SH iU cadrniu), Ni-

chelul poate fi depus din solutia unei sari simple, in timp

ce crornul, argintul sau cuprul se afla in sarur] comnlexe

Cromul este obtinut in general dintr-o solutie d~ acid

crornic, argintul, din cianura de potasiu si cianura de ar-

gint in care se Iormeaza ionul negativ complex Ag(CNh.

Daca una din aceste solutii este trtil izata ca electrolit,

iar obiectul de acoperit este montat drept catod, trecerea

curentului electric prin electrolit va pune in libertate ionii

pozitivi ai metalului, care VOl' Iiatr-asi de catodul negativ.

Ei se depun pe catod si se neutr alizeaza. Deasemenea, ei

pot 'determina reactii chimice, in timp ce ionii negativi ai

radrcalilor sint dir-ijati spre anod.

92

electroli t:

w=Itz,

unde: I este curentul;

t tirnpul de trecere a curentului:

z echivalentul electrochimical elementului.

Ce este echivalentul electrochimic?

Echivalentul electrochimic al unei substante este masa

depusa la trecerea unei sarcini de un coulomb. El este

proportional ell raportul intre greutatea sa atomica si

valenta, Prin valenta unui atom este caracterizata capaci-

tate a sa de a se combina cu alti atomi si este legata de

numarul de electroni (sau goluri) de pe ultimul strat elec-

tronic. In tabelul 3 sint dati echivalerrtii electrochimici (inmiligrame pe coulomb) pentruciteva elemente, in ordinea

grcutatii lor atomice.

Ce este eloxarea?

Acoperirea pe cale artif iciala cu 0 pelicula de hidroxid

a suprafetelor de alurniriiu sau aliajelor de alurriiniu. Par-

tea de acoperit (deeloxat) va constitui anodul baii elec-

trolitice, care contine add sulfuric sau cromic, ca elec-

trolit.

Ce alte aplicatii are electroliza?

T01J i r ea electrotiticii. Minereurile de cupru, zinc sicad-

miu t~atate cu add sulfuric pot forma 0 baie electro litica.

La aplicarea unei tensiuni, relativ joase, pe electrozi, 13

catod se depune cupru (sau celelalte metale), iar la anod

se va forma oxigen.

93

 

Tabel-ul 5

Echivalenti electrochimici

motoare obtinuta la bornele unui element primar este

cupr insa intre 1 si 2 volti. Elementele pot fi umede sau

Page 50: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 50/56

Elementul

I I ' IEchi valentul

Valenta eleotroclumicEchiva lentejectrochinuclement

Hjdr ogcn 1 0,01045 Sclen iu 4 0,20456

Litiu 1 0,07192 Brom 1 0,82815

Beriliu 2 0,04674 Stroriti u 2 0,45404Oxigen 2 0,08290 Paladiu 4 0,27642

Flour 1 0,19689 Argint 1 1,11793

Sodiu 1 0,23831 Cadmiu 2 0,58244

Aluminiu 3 0,09316 Cositor 2 0,61503

Siliciu 4 0,07269 Antimoniu 3 0,42059

Clor 1 0,:3679:l Iod 1 1,31523

Potasiu 1 0,40514 Cesiu 1 1,37731

Titanju 4 0,12409 Bariu 2 0,71171

Variadiu 5 0,10560 Tantal 5 0,37488

Cram s 0,17965 Tungsten 6 0,31765

Mangan 2 0,28'161 Platina 4 0,50578

Fier 1 0,.57865 Aur 1 2,04352

Nichel :2 0,30'109 Mercur 1 2,07886

Cupru 1 0,65876 Plumb 2 1,07:l63

Zinc 2 0,:33876 . 'I'horiu -1 0,60135

Rajinarea eleciroliticii poate fi uti lizata in cazulcupru-

lui, nichelului, cositorului, argintului etc. produse prin

topire normala sau electroli tica, Metalul irnpur este utili-

zat ca anod, care in tirnp ce se dizolva se depozi teaza pe

catod, lasind impuritatile sa cada pe Iundul baii electro-

litice.

Ce este un element prima!"?

Elementul pr imar este format dintr-o baie electroli tica

"in care sint introdusi doi electrozi din materiale conduc-

toare diferite care genereaza 0 tensiune electromotb:~re de

natura electrochimica intre electrozi. Cind ter-mimalele

~lectrozilor sint unite printr-o rezisterita sau alta sarcina,

va apare un curent electric, iar in interiorul elementului

.au loc procese chimice ireversibile. Tensiunea electro-

uscate, in functie de natura lichida sau pastoasa a electro-

litului.

Ce este elementul Daniell?

Elementul Daniell (fig. 57) este eel mai simplu elementpr imar i;>iunul dintre cele mai vechi. Electrozii sai de cu-

pru si zinc sint iritrcdusi intr--un electrolit de acid sulf u-

ricdiluat. In aceste conditii, ionii pozitivi migreaza spre

meste palarizarea elec-

trozilcr. EI poate fi di-minuat prin inlocuirea

acidului sulfuric in ju-

rul electrodului de cup- Fig. 57. Principtul elementuluiDaniell.

ru. Viata electrodului

cie zinc poate fi prclungita prin inconjurarea sa cu sulfat de

zinc. Cele doua solutii de sulfat sint separate pr-intr-un

perete poros, care face ca rezistenta electr ica a elementu-

zinc, care este negativ,

iar hidrogenul, care re-

zu1ta din descompune-

rea (H2S04), se aduna

in zona electrodului po-

zitiv de cupru. Prezen-

ta hidrogerrului deter-

mina 0 tensiune contra-

eleotromotoare, care

micsoreaza tensiunea let

bornele elementului.

Acest fenomen se nu-

lui sa creasca.

turerd conventional---luxu!

electrontlor

Pereie poros

95

 

Cum este eonstruit elementul Leclanche?zinc, avind ca depolarizant, oxidul de cupru, si solutie

erectrolitidi, hidroxidul de sodiu (soda caustica); elemen-

Page 51: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 51/56

bateria moderna. Elementele Leclanche pot fi umede sau

uscate. La ambele tipuri, electrodul negativ este de zinc,

iar cel pozitiv din carbon. Elernentul umed are ca electro-

lit 0 solutie de clorura de amoniu in apa iii clorura de

zinc. Bioxidul de mangan este utilizat ca depolarizant

pentru a absorbi hidrogenul care altfel s-ar forrna in jurul

anodului. In circuit deschis elementul are 0 tensiune elec-

trornotoare de 1,5V. Elernentul umed a fost inlocuit, pe

scara larga, cu elernentul uscat.

Prin ee difera elementul Leclanche useat de eel uined?

In cazul elementului uscat electrolitul este 0 pasta

groasa sau jeleu de amidon, ceea ce face ca elementul salucreze inorice pozitie. Elementele Leclanche uscate de

forma cilindrica sint utilizate de obicei, la bateriile de

Ianterna.

Cele cinci part! principale ale elementului (fig. 58)

sint: terminalul pozitiv' central, elementul depolarizant,

un strat subtire de pasta elec-

t r o l i t i c a , electrodul de zinc : = ' ; 1

dispozrtivul de acoperire, care

de obicei este un disc de car-

B ar a d e

'(jra/f/

Vas d e

Fig. 58. Elementulclanche uscat.

96

bon acoperit cu smoala,

Ce alte elemente primaremai exista?

Putem enumera trei elemen-

te aloaline fiecare utilizind zin-

cul ca electrod negativ. Ele sint:Le-elementul cu oxid de cupru iii

tul cu oxid de argint si zinc, avind electr olit, hidroxidul

de potasiu (potasa caustica); elementul cu oxid dernercur

si zinc, avind si 0 midi cantitate de hidroxid de potasiu.

Ultimul este ut.ilizat ca baterie pentru alimentarea apa-

ratelor de auzit. Ele trebuiesc montate cu ateritie, mcrcu-rul fiind toxic.

Elementele activate de apa sint initial in stare uscata;

pentru pun ere in functiune se introduc in apa dulce sau

sarata, in scopul activar iilor. Ele sint: elementul cu do-

rura de argint, magneziu iii apa de mare, elementul cu

clorura de cupru :=,;imagneziu : = , ; i elementul cu bioxid de

plumb si magneziu.

Elemcntele primare cu electroliti acizi, servesc unor

scopuri speciale. In unele dintre ele se utilizeaza bioxidul

de plumb ca electrod pozitiv, zinc sau cadmiu, ca electrod

negativ, iar acidul sulfuric ca electrolit.

Ce este elementuJWeston?

Este un elemen,t

primar utilizat ca

element etalon la

masurarea tensiun i-

lor electromotoare.

El are electrodul po-

zitiv din mercur-sul-

fat de mercur, iar cel

negativ din amalgam

de cadmiu, cu un

electro] i _de sulfa t

Conaoc t o sr e d e platina

Fig. 59. Elementul etalon de tip Wes-

ton.

97

 

de cadmiu. Elementul depolarizant este sulfatul dehidrogen $i ioni negativi de sulfat. Sulfatu~ ~e plum.b

este practic insolubil in electrolit9i determma reversi-

Page 52: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 52/56

mercur. Elementul Weston este asamblat iritr-u n vas in-

chis in forma de H (fig. 59), cu conexiuni din platina.

Intr-un element Weston, avind solutia saturata, tensiu-

nea electromotoare este 1,0183 V la 20°C. Se poate deter-

mina destul de precis var latia tensiunii electromotoare cu

temperatura.

Ce este un acumulator?

Acumulatorul este un dispozitiv care primeste,

pastreaza si cedeaza energia prin transforrnart chirnice.

In tirnp ce intr-un element primar sau baterie (mai multe

elemente lega:te intre ele) procesele sint ireversibile, ener-

gia pierduta de acurnulator, prin descarcare, se regene-

reaza Ia 'lncarcarea lui. Acest proces se repeta de citevasate de ori pina la scoatereaacumulatorului din Iunc-

tiune.

Un element de aeumulator are doi electrozi (sau placi)

introduse in electrolitic, intregul ansamblu fiind plasat

intr-un vas. In practica se utilizeaza placi multiple. Acu-

mulatorii eel rnai des intalniti simt: acumulatorulcu plumb

~i acid si acurnulatorul alcalin.

Cum functioneaza acumulatorul cu plumb?

Electrodul pozitiv al acestuia este din bioxid de plumb,

iar eel negativ din plumb spongios pur. Drept electrolit

este folosit acidul sulfuric diluat. In fig. 60,este prezen-

tat un acumulatorcu plumb folosit la automobile.

In timpul descarcarii, bioxidul de plumb se reduce

partial, iar plumbul spongios se -oxideaza. Ambele pro-

duse se cornbina cu acidul sulfur-ic $i prcducapa 9i sulfat

de plumb. Sirrt eliberati, In acest Iel, ioni pozitivi de

98

bilitatea procesului.Cirrd 0 tensiune continua este conectata pe electrozi

(plus la electrodul pozitiv, minus la eel rie~~tiv), pe~tru

reincarcare, iorrii hidrogen migreaza spre placile negative,

iar cei de sulfat, spre cele pozitive. Se Iormeaza in acest

1 1

Fig. 60. Seetiune prin aeumulatorul eu plumb folosit iaautomobile:

1 _ borne' 2 - purrti intre elernente, din aliaj de plumb ~~antirnontu '(ele permit testarea inmviduala a elementelorj ;3 _ curie din bacheliti'l; 4 - garnitilra de <;auclUc; 5, - mve~Iul acidului la urnplere cornpleta; 6 - spatiu de sedirnentar'e ;7 _ capac; 8 - valve sferice de control; .9 - placl n~gat1v:(placa din spate reprezinta gratarut dm alia] de plumb $1 a~.1moruu, in stare nouaj; 10 - ptaca pozmva ; 11_- sepa;ator . mmaterial plastic, de porozitate mare si rezistenta electnci'l mica,

9 9

 

fel plumbul spongios, pe placa negative si bioxidul de

plumb pe placa pozitiva.Care este tensiunea electromotoare totala a

. elementelor legate in serie sau paralel?

Page 53: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 53/56

Irrtregul ciclu este ilustrat In fig. 61. In 61 (a) este

prezentat acumulatorul eu placile incarcats: in (b) acidul

se cornbina cu bioxidul de plumb si plumbul spongios si

produce sulfat de

plumb la ambele

placi; in (c) placile

sint inconjurate de

sulfat de plumb; 'in

(d) curentul de in-

carcare desulfateaza

placile, eliberind aci-

dul sulfuric, care tre-

ce in electrolit ~i re-

generind bioxidul de

plumb ~i plumbul

spongios al electrozi-

lor.

a bDeseJr(/are

dif/carcare Descirce:

m P l um b s po n ! !/ os

1 i I 1 1 1 1 8iou d d e plu mb

~ Su lfat d e p lum b

Fig. 61. Ciclul de incarcare si des-carcare aJ unui acumulator cu plumb(este indicat sensul conventional al

curentului). .

c

Tensiunea nomi-

nala a unui element

de acumulator cu

plumb este 2 V.

Cum .l'unctioneaza un acumulator alcalin?

Exista doua tipuri distinde de elemente alcaline, arnin-

doua avind drept electrolit hidroxidul de potasiu diluat

si electrodul pozitiv din nichel. La unul din ele electrodul

negativ este din fier, iar celalalt din cadmiu. Ambele

tipuri sint incasetate in cutii metalice, tensiunea electro-

motoare produsa fiind aproximativ 1,2 V.

Reactiile chimice care au loc in elementele alcaline

sint destul de complexe, prin descarcaro rezul tirid hidro-

xidut de nichel ~i hidroxidul de fier (sau cadrniu),

100

Tensiunea electromotoare E a unei baterii Iorrnata din

mai multe elemente letS1atein ser ie este

unde et, e2J e3 sint tensiunile electromotoareale elernen-

telor componente. 0 ba'terie de 6 V a unui automobil este

fermata din trei elemente a cite 2 V; 0 baterie de 12 V

are sase elemente de cite 2 V legate In serie.

Tensiunea electromotoarea unei baterii Iormata din

mai mul te elemente identice legate in paralel es'te egala

cu cea a unui singur element. 0 astfel de baterie poate

sa Iurnizeze un curent mai mare decit eel dat de un sin-

gur element.

Ce se intelegeprin capacitatea unei baterii?

Este produsul intre timpul de descarcare completa a

bateriei 9i curentul de descarcare. El se mascara de obicei

In arnper-ore. Capacitatea bateriei variaza cu viteza de

descarcare, astfelincit tirnpul de Ides-carcare trebuie spe-

dficat. De exernplu 0 baterie care se des card. 1a 10 A In

10 ore arecapadtatea de 100 amper-ora la un timp de

10 ore. La 5 Aela se poat« 'descarca In 20 de ore, in

care cazcapacitatea ei ar fi 100 amper-ore, pentru 20 de

ore. Capacitatea bater iilor de autovehicol este data de

obicei Ia 10 sau 20 ore.

,

Cum trebuie incarcata 0 baterie?

Sarcina nor-mala este aproximativ 0 zecime din capa-

citatea bateriei, considerate La 10 ore de descarcare.

101

 

Curentul de incarcar e, in amper i, este dat de relatia

. E-e

una dintre primele realizate, este prezentata in fig. 62.

Ea are doi electrozi intr-o solutic de hidroxid de potasiu.

Page 54: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 54/56

1=--,R+r

unde: Eeste ten'siunea de incarcare, in volti;

e tensiunea cOll'traelectromotoare a bateriei, in

volti;

R - rezisterita circuitului, in ohmi:

r - rezistenta interne a bateriei, in ohmi.

Tensiunea este de aproximativ 2,7 V pe element, dud el

este incarcat.

Ce este pila de combustie?

Este un dispozitiv in care energla electrica este gene-

rata direct prin reactii chimice ireversibile, Pila Bacon,

Ca z an d e presfun8

P o mp j s ea s l fon

iermtc

Fig. 62. Pila de combustie hidrogen-oxigen.

10 2

Combustibilul cuprinde hidrogen ~i oxigen, care, iu com-

binatie, genereaza caldura si electricitate cu un randarnent

de 80%. Pila lucreaza la temperatura de 200°C sl la

presiunea de 4 000 kNfm2•

Moleculele de oxigen, prin oombinare cu apa, for-

meaza ioni negativi de hidroxil, care iau electroni de la

electrodul de oxigen. Acesti ioni hidroxilici migreaza,

prin electrolit, spre electrodul de hidrogen, unde se com-

bina cu hidrogenul, formind apa. In acest fel electrodul

de hidrogen se incarca negativ in raport cu electrodul de

oxigen si apare un curent electric.

Alte elemente au drept cornbustibil carbuncle sau a1-coolul.

Elementele care pot gasi aplicatiifn industria de auto-

mobile sint bateriile primare cu zinc si aer, care pot ti

reincarcate prin sirnpla inlocuire a electrozilor de zinc

cind ei s-au consurnat, devenind oxid de zinc.

Anexii

Tabelul 4

Factori de conversie

Fortii (unitatea, N)

1 tf= 9964,0N1 kgf=9,80665 NCuplu (unitatea, Nm)1 kgf.m=9,80665N·m1 gf.om=9,80665XlQ-5 NmTemperatura (unitatea, K)

o K=-273,15°COOR=-459,67°F

Coresporidenta temperatur ilor

0.=5/9 (0F-32)

Presiune (unitatea, N1 m 2)

1 kgf/m2= 9,80665N/m

1 kgf!cm2=98066,5 N/m

Energia (unitatea, J)1 cal=4,1868 J

1 Wh= 3600 J

Puiere (unitatea, W)1 CP=735,499 W

10 3

 

Unitatt a l e sistemului S I

1'abelul -5

n fa te ri a l e i z o la to a r e

Tabelul 6

Page 55: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 55/56

l\Iarimea fizica

Simbolul

Unitiiti fundamentale

Lung imo

Ma,saTimp

Cur entTemperatura

Intensitate lurninoasa

Cantitate de substanta

metrukilogram

secundaarnperkelvinoandclumolul

Unitutec

11 1

kgsil.

K

cdmol

Unitiiti derivate

For,ta

Lucru mecanic, energie,

cantitate de cald.ur aPutere

Sarcina, flux electric

Densitate de flux electric(inductie electrica)

Poten tial electricTcnsiuns electromotoareIntensitatea cimpului electricCapacitate

Permitivitate (absolutajFlux magnetic

Densitatea fluxului

magnetic (inductia magneticii)F'or ta magnetomotoare

Intensitatea cimpulul magnetic

Inductantii

RezistentaConductantaFrecventaFlux luminosIlurni nare

Luminanta

newton

joulewattcoulomb

coulomb pe motr upatr atvoltvolt

volt pe metr ufarad

farad pe metruweber

104

J=N an

W=J/s

C=A sC/m2

V=J/As

V=J/As

Vim

F=As/V

']<'/m

Wb=oVs

T=Wb/m2

A, AvspAim, Avsp/rn

H=Vs/A

Q =V/A

S=AIVHZ=S_l

Im ecd-sr "Ix=elm/rn?

cd/rn"

Materialul

Temperatura I . . .maxima I , Rigiditate

de lucru, I dielcctrica

°C kV/mm

Factorul

de pierderi

In 1000 Hz

"Rezfst.ivf-

tatea de

vol·n.em

AzbestBachelita-hirtieBacholita-turnataBitum pur

Bitum vulcanizatFibra celulozaBumbac uscatBumbac impregnatEbonita

Banda impregnataSticla, flintSticla crownSricl a pyrex

Gutaperca

MarmoraMicaMicanitaUlei de tr-ansforrnatcrHirtle uscataHirtle impr egnata.

PortelanPr-ospan

Cuar]Cauciuc pur

Cauciuc vulcanizatRasina

$elaeMatasoSilexPucioasaParafin a

Denumirea I ,------------~~~ __L_______ __ _

teslaamper (spir a)

amper (spira)

pe metruhenry

ohmsiemenshertzlumenluxcandela pe

metru patr at

• sr: simbol ul steradianulul ; un steradian este unzhiul solid lacentrul unei sfere, care taie in sfera 0 suprafata egala cu patra-tul razei.

750

125

8590

90

1000

95

1050

50

70

400100

130

50100

95

95

8095

75

95

100

35

215

6

1,55

28

0,5

2

5017

6

6

9

240

15

5

15

157

13

18

10

11

14

12

0,03

0,Q3

0,005

0,1

0,018

0,003

0,02

0,03

0,02

0,0070,0:)

0,008

0,002

0,005

0,01

0,00030,000:)

1051011lOa

101.4

1015

1014

1015

1015

1015

1010

1016

1015

1012

1.010

1015

109

1016

1015

1017

1015

1015

109

1015

1017

105

• Rezistivitate volumlca este rez istenta unui cub de ma-terial cu Iatura unitar.i (in acest caz 1 ern Iun girne $i 1ern"sectiune transversale).

 

Materiale conductoare

Tabelttl 7

Page 56: Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri

5/12/2018 Electric It a Tea - Intrebari Si Raspunsuri - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electric-it-a-tea-intrebari-si-raspunsuri 56/56

MatcrialuIRezistivit.ntca volumiea,

J.l.O.cm

CoeficientuIde temperaturaal rezfstentei,

. °Cx10-4

Cuprustandard recoptAluminiu

Duralumin

Oupru si aliaje:cuprualamabronz

bronz fosforoscupru-cadrniu

F'ier forjat (electric)

OtelOtal armatAliaje r-ezistlvs:8QNi, 20 CT

59 Ni, 16 Cr, 25 Fe37 Ni, 18 CT, 2; Si, Fe45 Ni, 54 Cu

80 Cru,20 Ni62 Cu, 15 Ni, 22 Zn84 Cu, 12 Mn, 4 Ni

Carbon

Aur

PlumbMer-cur

MolibdenNichel

PlatinaAr girrt

TantalTungstenZinc

106

1,722,6

4,7

1,69·-1,817,5 -9,0

3,6

6-12

1,8-2,110,7

12-20

15-55

109

11010849

26

34,4

48

4600-5080

2,36

22,0

95,55,713,6

11,7

1,58-1,75

15,55,66,2

39,3

39,0

38,1-3-9,3

16

16,510

405542

1,0

2,02,6

0,4

2,92,5o

0,2-5

30

407

40

5039

40

3145

40

Se mai pot gasi in Iibrar iisau se pot solicita Iibrariilor

"Carte a prin posta" urmatoarele carti de xrutornatica-in-

formatica-electronica-management.

1. Seria "Biblioteca de automatica-informatica-elec-

tronica-management:

Draganescu M. Electronica corpului solid 43 lei

Geyger W. A. Dispozitive magnetice ne-

liniare 5 lei

Simon W. Conducerea numerica amasinilor unelte 15 iei

Balabanian M. ~.a. Teoria moderna a circuite-

lor 48 lei

Gray P. E. Bazele electronicii moder-

Leasle C. L. ne (vol. I, II) 89 lei

Mateescu A. Circuite corectoare 25 lei

II. Seria PRACTICA (automatica-inforrnatica-electro-

nica-managernent)

Brilliantov P. D. Calculul sfconstructia te-

levizoarelor portabile cu

tranzistoare

F'izica si tehnologia dispo-

zitivelor semiconduc-

toare

Centrale telefonice auto-

mate

Tehnica televiziunii in cu-

lori 35 lei

34 lei

Grove S. A.

35 lei

Radu S.,

Filotti D.

Raymond G.

27 lei

107