Legile lui Krichhoff. Energia si puterea electrică

Legile lui Kirchhoff

Se numește nod locul unde se întâlnesc cel puțin trei conductoare.

Se numește latură porțiunea cuprinsă între două noduri consecutive.

Se numește ochi conturul închis format de mai multe laturi.

Prima lege a lui Kirchhoff - se aplică pentru nodurile circuitului. Este o consecință a conservării sarcinii electrice într-un nod al unei rețele electrice.
Enunt 1: Suma intensităților curenților (curent continuu) care intră într-un nod de rețea este egală cu suma intensităților curenților care ies din același nod.

I1 + I2 = I3 + I4 + I5

Enunț 2: Suma algebrică a intensităților curenților electrici care se întâlnesc într-un nod de rețea este egală cu zero.

I1 + I2 - I3 - I4 - I5  = 0

Intr-un circuit electric prima lege a lui Kirchhoff se aplică pentru n-1 noduri.

Pentru o abordare într-o manieră puțin altfel puteți accesa acest video.

A doua lege a lui Kirchoff - se aplică în ochiurile rețelei. Este o consecință a conservării energiei.

Enunț: De-a lungul conturului unui ochi de rețea, suma algebrică a tensiunilor electromotoare ale surselor este egală cu suma algebrică a produselor dintre intensitatea curenților și rezistența totală de pe fiecare latură.

sau suma algebrică a tensiunilor electromotare este nulă.

O abordare diferită a celei de-a doua legi a lui Kirchhoff puteți vedea aici.

Conectarea rezistoarelor într-un circuit

Se poate face în serie sau în paralel.

Rezistența echivalentă în cazul conexiunii serie

Rserie = R1 + R2 + R3 + … + Rn

Pentru n rezisotri identici legați în serie Rserie = n ⨯ R.

! Atunci când sunt conectați în serie rezistorii sunt parcurși de același curent.
Conectarea rezistoarelor în serie o puteți găsi explicată si în acest video.

Rezistența echivalentă în cazul conexiunii paralel

! Pentru n rezistori identici conectați în paralel

! Rezitorii conectați în paralel au aceeași tensiune la borne.
Conexiunea paralel a rezistoarelor sau cum se poate folosi produsl în loc de sumă poutți vedea în acest video.

Energia electrică ”W”
Pentru o scurtă introducere, și de această dată un pic altfel, puteti accesa acest video.

W = U ᐧ I ᐧ t

Aplicând legea lui Ohm avem:

Dacă înlocuim U = R ᐧ I rezultă W = R ᐧ I2 ᐧ t

Dacă înlocuim I = U / R rezultă

Unitatea de măsura a energiei electrice în sistemul internațional:

[W]SI = 1 Joule (J)

În practică se folosește ca unitate de măsură pentru enrgia electrică și kilowattoră - kWh,

1 kWh = 3,6 ᐧ 106 J

Clasificarea energiilor

Legea lui Joule

Enunț: Orice conductor parcurs de curent electric se încălzește.

Q = W

Puterea electrică ”P”
Puterea electrică o vom introduce în aceeași manieră ca și energia electrică prin rumătorul video.

[P]SI = 1 Watt (W)

Clasificarea puterilor

Puterea disipată pe circuitul exterior este maximă atunci când:

R = r - rezistența pe circuitul exterior este egală cu rezistența pe circuitul interior.

Randamentul unui circuit ”η ”

În cazul transferului maxim de putere R = r, rezultă

Conductanța ”G”

Este o mărime egală cu inversul rezistenței.

[G]SI = 1 Siemenes (S)

Conductanța echivalentă în cazul conexiunii serie

Conductanța echivalentă în cazul conexiunii paralel