Curs electrician 1

Ionel Visan
Ionel Visanamenajari interioare

Curs electrician

1
CAPITOLUL 1- CUNOSTINTE MINIMALE DE SPECIALITATE
1.1. Tensiuni standardizate
Valorile standardizate ale tensiunilor nominale intre faze pentru instalatiile de transport si
distributie a energiei electrice sunt: 400 V;690 V;1000 V;6000
V;10000V;20000V;110000V;220000V;400000V; 750000V.
Tensiunea de 1000 V se refera la o retea trifazata cu trei fire si reprezinta tensiunea intre
faze.
1.2.Sectiuni standardizate pentru conductoare si cabluri.Conductoare pentru linii
electrice trifazate.
La circuite trifazate, cu conductoare de faza avand sectiuni pana la 50 mm2
, sectiunea
nulului se ia egala cu sectiunea conductorului de faza.
Pentru circuite trifazate, avand conductoarele de faza cu sectiuni mai mari de 50 mm2
,
exista urmatoarea corelatie:
Sectiunea conductorului de faza( mm2
) Sectiunea conductorului de nul ( mm2
)
70 50
95 50
120 70
150 70
185 95
240 120
Din punct de vedere al rezistentei mecanice sectiunea conductorului de nul, la liniile
electrice, trebuie sa fie de cel putin 6 mm2
Cu, sau 16 mm2
Al( funie)
Cabluri electric – sectiunea conductoarelor cablurilor electrice:
Cablu cu izolatie din cauciuc si manta de Pb. mm2
Cablu cu izolatie din hartie
impregnate, mm2
Cu-(CP) Al-(ACP) Cu-(CHP) si Al-(ACHP)
3x1,5+1
3x2.5+1.5
3x4+2.5 4x2.5
3x6 + 4 3x6 + 4
3x10 + 6 3x10+6 3x10+6
3x16+6 3x16+6 3x16+10
3x25+10 3x25+10 3x25+16
3x35+10 3x35+10 3x35+16
3x50+16 3x50+16 3x50+25
3x70+25
3x95+50
3x120+50
3x150+70
2
1.3. Marimi electrice si unitati de masura.
Curentul electric:- Daca la capetele unui conductor electric se aplica o tensiune, atunci
in acel conductor ia nastere un curent electric datorat deplasarii electronilor liberi din
conductor.
Intensitatea curentului electric(I)- reprezinta cantitaea de electricitate( sarcina
electrica) Q [C] ce trece in unitatea de timp prin sectiunea conductorului.
,
t
Q
I
s
C
Cantitatea de electricitate ce trece prin conductor este in functie de marimea tensiunii
aplicata conductorului precum si de rezistenta pe care o opune acesta.
Unitatea de masura a intensitatii curentului este Amperul – A.
Un Amper reprezinta cantitatea de electricitate de un coulomb care trece prin conductor
in tip de o secunda. Ca sens al curentului electric s-a fixat, conventional, sensul invers in
care se deplaseaza electronii.
Intensitatea curentului electric ce trece printr-un conductor isi mentine aceeasi valoare pe
toata lungimea conductorului.
Intensitatea curentului electric se masoara cu ampermetrul
Raportul dintre intensitatea curentului electric ( I) si suprafata sectiunii prin care acesta
trece se numeste densitate de curent
S
I
2
mm
A
Rezistenta electrica ( R )- etse marimea care indica gradul de opunere a unui conductor
la trecerea curentului electric prin el.
Unitatea de masura pentru rezistenta se numeste Ohm( Ω ).
Un Ohm este rezistenta conductorului in care circula un curent de un Amper cand se
aplica o tensiune de un Volt.
Rezistivitatea electrica ( ρ) – este marimea care da dependenta dintre natura
conductorului si rezistenta electrica.
Unitaea de masura pentru rezistivitate este
m
mm2
Valoarea rezistentei unui conductor se calculeaza cu formula:
S
l
R sau
S
l
R in care:
- R- rezistenta conductorului (Ω);
- l – lungimea conductorului (m);
- S- sectiune conductorului ( mm2
);
- ρ- rezistivitatea ( rezistenta specifica) a materialului conductor (
m
mm2
);
- γ- conductivitatea materialului conductor 2
mm
m
Conductivitatea (γ) – este inversul rezistivitatii
1
3
Conductivitatea electrică (numită şi conductibilitatea electrică specifică) este mărimea
fizică prin care se caracterizează capacitatea unui material de a permite transportul
sarcinilor electrice atunci cînd este plasat într-un cîmp electric
Conductibilitatea electrică este proprietatea materialelor de a permite trecerea curentului
electric.
Valoarea rezistentei pentru un circuit monofazat( doua conductoare) se determina
luandu-se in calcul lungimea ambelor conductoare( dus si intors).
Rezistenta metalelor creste cu temperatura, iar a carbunelui si a apei scade cu cat
temperatura lor creste.
Variatia cu temperatura a rezistentei se determina cu relatia:
R2=R1[1+α(t2-t1)] , in care:
- R1- rezistenta cunoscuta a conductorului la o anumita temperatura;
- α- coeficientul de temperatura reprezinta variatia rezistentei de 1Ω a
conductorului la cresterea temperaturii sale cu 1 0
C;
- t2 - temperatura pentru care dorim sa aflam rezistenta conductorului;
- t1 – temperatura pentru care cunoastem resistenta R1
Rezistenta se masoara cu Ohmetrul
Conductanţa electrică ( G ) -este mărimea care exprimă capacitatea a unui conductor
sau circuit dat de a conduce curentul electric. Conductanţa se măsoară în siemens (S) şi
este mărimea inversă rezistenţei electrice măsurate în ohmi (Ω).
Tabelul 1Rezistivitatea, Coeficientul de topire la 20 0
C si punctual de topire al unor materiale din
care se fabrica conductoarele electrice
( Se considera 1m de material avand S= 1 mm2
)
4
Tensiunea electrica – numeric este egala cu lucrul mecanic efectuat pentru a transporta
unitatea de sarcina pozitiva de-a lungul intregului circuit.
In intreriorul surselor de energie electrica( al masinilor generatoare rotative, al
elementelor galvanice, al acumulatoarelor etc), unde se produce o transformare a energiei
mecanice , chimice, etc. in energie electrica, ia nastere o forta electromotoare.
In momentul in care la bornele acestor surse se racordeaza receptoare electrice, ia nastere
un current electric de o anumita intensitate( I ), current care este debitat in exterior, in
conductorul liniei pana la receptoare.
La borna sursei- datorita pierderilor din interior- forta electromotoare are o valoare mai
mica acesteia i s-a dat denumirea de tensiune electrica( U)
U= E- rI, unde:
- E – forta electromotoare care ia nastere in interiorul sursei de energie;
- rI –pierdere de tensiune interioara.
Unitatea de masura pentru tensiune este VOLTUL.( V)
Tensiune electrica scade in lungul conductoarelor prin care trece curentul electric cu atat
mai mult cu cat rezistenta electrica a conductoarelor este mai mare, producandu-se asa
numita pierdere de tensiune din conductoare (ΔU).
1.4. Clasificarea materialelor
Corpul sau materialul care conduce curentul electric se numeşte conductor electric;
metalele sunt buni conductori electrici, iar dintre acestea conductivitatea cea mai mare o
are argintul (63,0·106
S·m−1
), urmat la mică distanţă de cupru (59,6·106
S·m−1
). De
asemenea plasma (gaz ionizat) este în general un bun sau foarte bun conductor electric ,
în multe cazuri conductivitatea plasmei se poate considera infinită. Tot în clasa
conductorilor intră şi unele lichide care conţin mulţi ioni, de exemplu apa sărată conduce
curentul electric cu atît mai bine cu cît concentraţia de sare este mai mare.
5
Un corp sau material care nu permite în mod semnificativ trecerea sarcinilor electrice se
numeşte izolator (de exemplu sticla, vidul, apa deionizată etc.).
O valoare a conductivităţii electrice între cea a conductorilor şi cea a izolatorilor o au
semiconductorii. Adesea conductivitatea semiconductorilor poate fi ajustată în limite
largi, atît permanent prin procesul de fabricaţie, de obicei prin dopare, cît şi dinamic prin
aplicarea unor cîmpuri electrice exterioare, prin variaţia temperaturii, prin iluminare, prin
expunere la radiaţie ionizantă etc.
Materialele electroizolante prezintă o rezistivitate electrică ρ cu valori cuprinse între 108
şi 1018
[Ω cm]. Oricare dintre proprietăţile electrice şi neelectrice ale materialelor
electroizolante poate servi drept criteriu de clasificare a acestor. S-au impus totuşi
criteriile cu caracter general cum sunt: natura chimică, starea de agregare, stabilitatea
termica, forma şi caracteristica esenţială a materialelor componente la care se mai adaugă
eventual, starea finală şi transformările necesare pentru obţinerea produsului finit. Astfel,
după natura lor chimică, materialele electroizolante se pot clasifica în materiale organice,
anorganice şi siliconice. Materialele de natură organică prezintă proprietăţi
electroizolante foarte bune, având însă o rezistenţă redusă la solicitările termice şi
mecanice. Materialele de natură anorganică (marmura, azbestul etc.) au o comportare
inversă materialelor organice. Materialele de natură siliconică îmbină în mod favorabil
cele mai bune proprietăţi ale materialelor organice şi anorganice. Luând în considerare
starea de agregare a materialelor electroizolante vom distinge materiale: solide, lichide şi
gazoase. Folosind drept criteriu de clasificare stabilitatea termică, materialele
electroizolante se împart în clase de izolaţie şi au caracteristica comună temperatura
maximă la care pot fi utilizate timp îndelungat. Pentru determinarea stabilităţii termice,
pe lângă temperatură, se pot utiliza şi mărimi electrice (constante de material) ca de
exemplu scăderea rigidităţii dielectrice cu creşterea temperaturii, mărimi fizice sau
mărimi mecanice. O clasă de izolaţie cuprinde materialele care au o stabilitate termică
comparabilă, la o temperatură de serviciu dată. Clasificarea materialelor în clase de
izolaţie este în prezent nesatisfăcătoare deoarece se referă la grupe de materiale ce pot
intra în constituţia unui sistem de izolaţie, dar nu oferă posibilitatea alegerii unui material
pentru condiţiile impuse de un anumit scop sau loc de utilizare. Ca urmare este căutat un
alt criteriu de clasificare a materialelor adoptat de CEI (Comisia Electronică
Internaţională). Această clasificare cuprinde în fiecare grupă materiale de aceeaşi formă
şi stare finală, care necesită pentru utilizare acelaşi mod de prelucrare. Din punctul de
vedere al proprietăţilor lor electrice, materialele semiconductoare se situează între
materialele conductoare şi materialele electroizolante.
Materialele semiconductoare au o rezistivitate electrică ρ cuprinsă în intervalul (10-
3
÷1010
)[Ω cm]. Caracteristicile de bază ale materialelor semiconductoare sunt
următoarele: - rezistivitatea materialelor semiconductoare variază neliniar cu
temperatura; rezistivitatea lor scade odată cu creşterea temperaturii; -prin suprafaţa de
contact între 2 semiconductori sau un semiconductor cu un metal, conducţia electrică este
unilaterală; -natura purtătorilor de sarcină dintr-un semiconductor depinde de natura
impurităţilor existente în semiconductor. Materialele semiconductoare se pot clasifica, la
rândul lor, după mai multe criterii. Astfel după gradul de puritate distingem: -
Semiconductori intriseci. Aceştia sunt perfect puri şi au o reţea cristalină perfect
6
simetrică; - Semiconductori extrinseci. Aceştia sunt impurificaţi şi natura conductibilităţii
lor depinde de natura impurităţilor. După felul impurităţilor pe care le conţin,
semiconductorii extrinseci pot fi: donori, dacă impuritatea are valenţa mai mare decât cea
a semiconductorului; acceptori, dacă impuritatea are valenţa mai mică decât cea a
semiconductorului.
Materialele conductoare au o rezistivitate care nu depăşeşte 10-5
÷10-3
[Ω cm]. După
natura conductibilităţii electrice materialele conductoare se pot clasifica în:
- Materiale conductoare de ordinul I. Aceste materiale prezintă o conductibilitate de
natură electronică, rezistivitatea lor creşte odată cu creşterea temperaturii, iar sub
acţiunea curentului electric ele nu suferă modificări de structură. Materialele conductoare
de ordinul I sunt metale în stare solidă şi lichidă. Dacă luăm în considerare valoarea
conductivităţii lor, materialele conductoare de ordinul I se pot împărţi în: --materiale de
mare conductivitate, cum sunt: Ag, Cu, Al, Fe, Zn, PB, Sn etc. --materiale de mare
rezistivitate, care sunt formate de obicei din aliaje şi se utilizează pentru rezistenţe
electrice, elemente de încălzire electrică, instrumente de măsură etc.
- Materiale conductoare de ordinul II. Aceste materiale prezintă o conductibilitatea de
natură ionică, rezistivitatea lor scade odată cu creşterea temperaturii, iar sub acţiunea
curentului electric ele suferă transformări chimice. Din categoria materialelor
conductoare de ordinul II fac parte sărurile în stare solidă sau lichidă, soluţiile bazice sau
acide, soluţiile de săruri (deci toţi electroliţii).
1.5. Legea lui Ohm
Legea lui Ohm stabileste o legatura intre cele trei marimi de baza: intensitate, tensiune si
rezistenta, dintr-un circuit electric inchis.
Intensitatea curentului electric care trece printr-un circuit este direct proportionala cu
tensiune electrica aplicata acelui circuit si invers proportionala cu rezistenta electrica a
circuitului.
R
U
I , in care:
- I – intensitatea curentului electric ( A);
- U- tensiunea electrica( V);
- R – rezistenta electrica(Ω).
Daca la un circuit electric se cunosc doua din cele trei marimi de baza se poate afla a treia
I
U
R sau RIU
Legea lui Ohm este valabila atat pentru un circuit inchis cat si pentru portiuni din
circuitul respectiv
7
a) pentru intreg circuitul ABCDE avem : U= RI sau
R
U
I
b) pentru portiunea de circuit BCD avem U1=R1I sau
1
1
R
U
I ;
c) Pentru portiunea de circuit ABDE avem: U-U1=R2I sau
22
21
R
U
R
UU
I
U-U1 = ΔU reprezinta pierderea de tensiune pe distanta AB a circuitului.
Pe baza legii lui Ohm se poate determina pierderea de tensiune pe diferite protiuni ale
unui circuit daca cunoastem curentul respectiv precum si rezistenta electrica a portiunii
considerate.
Exemplu: Tensiunea electrica de alimentare a unui circuit este de 24 V, iar rezistenta
circuitului este de 6 Ω. Sa se determine valoarea curentului I ce trece prin circuit.
Rezolvare: A
R
U
I 4
6
24
Gruparea rezistoarelor- Rezistoarele electrice se pot lega in series au paralel
Legarea in serie se face legand rezistoarele unul de altul in continuare astefel incat acelasi
curent trece prin fiecare.
Fig.1 Legarea serie a rezistoarelor
U1
R1R2
U2
A
E
B
D
I
C
R
8
Rezistenta echivalenta( totala) RT a unui grup de rezistoare ( R1,R2,R3) legate in serie se
calculeaza cu relatia:
RT= R1+R2+R3.
Legarea rezistoarelor in paralel se face prin conectarea capetelor acestora astfel ca prin
fiecare dintre ele trece numai o parte din curentul total din circuitul electric in care au fost
legate rezistoarele.
Fig.2 Legarea rezistoarelor in paralel
Rezistenta echivalenta se determina cu relatia:
321
1111
RRRRT
;
133221
321
RRRRRR
RRR
RT
In cazul a numai doua rezistoare( Divizorul rezistiv)
21
21
RR
RR
RT
Rezistenta echivalenta ce inlocuieste un grup de rezistoare legate in paralel este mai mica
decat cea mai mica rezistenta din grup.
Rezistoarele se mai pot lega si mixt .Rezistenta echivalenta se detremina afland pe rand
rezistentele legate in serie separat si cele legate in paralel separate dupa care aflam
rezistenta totala.
1.6. Legile lui Kirchhoff.
Legile lui Kirchhoff stabilesc modul in care circula curentul electric prin conductoarele
electrice legate intre ele( ramificat si buclat)
Legea I – Daca mai multe conductoare prin care circula curenti electrici se intalnesc
intr-un puct( nod), suma curentilor care intra in acel punct este egala cu suma curentior
care pleaca din acel punct.
Conventional se noteaza cu:
+ curentii care intra in nod;
- curentii care pleaca din nod.
9
Fig. 3 Curentii electrici intr-un nod
Legea I Kirchhoff: I1+I2+I4= I3+I5 sau I1+I2- I3+I4- I5 =0
Legea a II-a – Intr-un circuit electric inchis, suma algebrica a fortelor electromotoare
este egala cu suma algebrica a pierderilor de tensiune.
Adica:
IRE
Acesta regula se aplica tinand seama de urmatoarele:
- forta electromotoare este pozitiva daca sensul ales pentru parcurgerea
circuitului pargurge sursa de la borna negativa la borna pozitiva;
- pierderile de tensiune au semnul plus cele la care sesul curentului este acelasi
cu sensul ales pentru parcurgerea circuitului in caz contrar ele vor fi cu minus.
Fig.4. Circuit electric inchis
-E1+E2=R1I+R2I
In cazul in care la calculul curentului se obtine o valoare cu semnul minus inseamna ca
sensul real al circuitului este invest celui ales.
10
1.7. Puterea electrica. Energia electrica
Energia dezvoltata in unitatea de timp la bornele unui consummator se numeste putere
electrica.
Unitarea de masura pentru puterea electrica este Wattul [P]SI=1 W.
In cazul curentului continuu puterea electrica se poate calcula cu relatiile:
IUP ;
2
IRP - puterea electrica disipata de un consummator cu rezistenta R sub forma de
caldura;
R
U
P
2
.
In cazul curentului alternativ monofazat
a) puterea activa: Pa=UI cosφ.
b) Puterea reactiva: Pr= UI sinφ
In cazul curentului alternativ trifazat:
a) puterea activa : cos3 UIPa
b) puterea reactiva: sin3 UIPr
Puterea electrica se masoara cu Wattmetrul
Intre puterea mecanica si puterea electrica exista urmatoarea relatie: 1CP=736W.
Pierderea de putere
Odata cu pierderea de tensiune din conductoare se produce simultan si o pierdere de
putere.
Aceasta se exprima prin relatia generala:
ΔP=RTI2
, in care:
- ΔP este pierderea de putere;
- RT – rezistenta tuturor conductoarelor circuitului sau ale liniei electrice
considerate;
- I intensitatea curentului ce strabate circuitul sau linia electrica.
In general, pentru circuite sau linii electrice scurte nu se tine seama de pirderea de putere
din conductoare.
Pierderea de putere devine importanta la liniile electrice lungi si de ea se tine seama la
dimensionarea conductoarelor, deoarece, procentual pierderea de putere este mai mare
decat pierderea de tensiune.
Puterea pierduta in conductoare se transforma in caldura.
Randamentul (η)- este raportul dintre puterea utila si puterea absorbita.
Randamentul este mai mic dacat unitatea.
12
RIP
P
PP
P
P
P
u
u
u
u
a
u
, in care:
Pu – este purerea utila – puterea obtinuta dupa transportul sau dupa transformarea
ei se mai numeste si puterea la arbore
Pa- este puterea de transport sau puterea absorbita efectiv de electroreceptoare
RI2
– pierderi prin effect Joule( caldura)
11
In afara de pierderile prin efect Joule, la transportul si transformarea energiei electrice se
mai produc si alte pierderi cum ar fi cele electromagnetice. La electromotoare se produc
pierderi mecanice( frecare in lagare).
Daca se ia in considerare numai pierderile prin efect Joule atunci se obtine randamentul
electric(ηe), daca se iau in considerare toate pierderile se obtine randamentul total(η).
La electromotoare puterea inscrisa pe placuta lor precum si cea trecuta in prospecte
reprezinta puterea utila( la arbore).
Coeficientul de cerere- reprezinta raportul dintre puterea maxima absorbita de o instalatie
electrica si puterea totala instalata in receptoarele acelei instalatii, el este subunitar( < 1)
1
i
a
c
P
P
C
Intr-un atelier sau fabrica sunt receptoare de tot felul.Acestea nu lucreaza simultan si nici
toate incarcate la plina sarcina.In aceasta situatie puterea absorbita de toate receptoarele
fabricii/ atelierului este mai mica decat puterea instalata in receptoare.
Coeficientul de cerere se calculeaza dupa formula:
rm
is
c
KK
C , unde:
-Ks este coeficientul mediu de simultaneitate al functionarii motoarelor( in
masura in care acestea functioneaza simultan);
-Ki este coeficientul mediu de incarcare a motoarelor electrice din instalatia
cosiderata, aflate in functiune( in masura in care motoarele sunt incarcate la sarcina
nominala);
-ηm este randamentul mediu general al electromotoarelor, corespunzator Ki;
-ηr este randamentul mediu general al retelelor care alimenteaza electromotoarele.
Tabel 2. Valori ale coeficientilor de cerere pentru diferite receptoare electrice( valori informative)
12
Energia electrica- produsa, transportata sau consumata se poate determina facand
produsul dintre dintre puterea electrica respectiva si timp.
tPW
Energia electrica este de doua feluri:
- energie electrica activa;
- energie electrica reactiva.
Energia electrica activa – este energia de baza care se foloseste in toate activitatile unde
energia electrica este solicitata ea putandu-se transforma in energie mecanica, luminoasa,
calorica.
Energia electrica reactiva- este o energie complementara, care serveste la magnetizarea
bobinajelor diverselor receptoare inductive( transformatoare, motoare etc) racordate la
reteaua electrica.
Se urmareste permanent ca circulatia acestei energii reactive prin retelele electrice de
transport, distributie si utilizare sa fie cat mai mica, dandu-se posibilitatea energiei
electrice active sa circule pana la capacitatea maxima a retelelor.
In general energia electrica are simbolul W.
Energia electrica in curent continuu: tIUW ; tRIW 2
; t
R
U
W
2
Energia electrica in curent alternativ:
a) Energia activa in curent monofazat si trifazat:
tIUWa cos ; tIUWa cos3
b) Energia reaciva in curent monofazat si trifazat:
tUIWr sin ; tUIWr sin3
Unitatea de masura pentru energie electrica activa este – Wattora( Wh) sau multiplul sau
kilowattora( kWh).
Unitaea de masura pentru energia reactiva este- Voltamper reactiv- ora(Varh) sau
multiplul sau kilovoltamper reactiv-ora(kVarh)
Energia electrica se masoara cu contoarul electric( de energie activa, respectiv energie
reactiva).
1.8. Pierderea de tensiune( ΔU).
Tensiunea scade in lungul unui conductor prin care trece curent electric, producadu-se
ceea ce numim o pierdere de tensiune, notata cu ΔU.
Aceasta pierdere este direct proportionala cu rezistenta conductorului( pe portiunea
considerate) si cu intensitatea curentului electric ce trece prin acel conductor.
Pierderea de tensiune dintre doua puncte ale unui conductor reprezinta diferenta de
tensiune dintre acele puncte.
Pentru determinarea ei se aplica legea lui Ohm( ΔU=RI).
Pierderile de tensiune sunt cu atat mai mari cu cat conductorul are o lungime mai mare si
cu cat sectiunea este mai mica.
Daca pentru acelasi conductor creste intensitatea curentului care trece prin el vom avea
pierderi de tensiune mai mari.
13
Pentru buna functionare a receptoarelor trebuie sa avem la bornele acestora o tensiune de
alimentare cat mai apropiata de tensiunea lor nominala.Pentru aceasta, pierderile de
tensiune admise, atat in retele de transport si distributie a energiei electrice , cat si in
instalatiile de utilizare, sunt limitate la anumite procente maxime.
Astfel, in retelele electrice de distributie ele pot fi maxim 0,5%, in coloanele
bransamentelor electrice individuale( portiune de bransament de la intrarea in cladire
pana la contor)de 1% , la coloanele principale collective din blocuri de 0,5% etc.
Pierderile de tensiune maxime admise in instalatiile de utilizare, de la tabloul general al
instalatiilor si pana la ultimul receptor( lampa, motor etc.), pentru sarcina maxima la care
au fost proiectate instalatiile sunt urmatoarele:
a) In cazul alimentarii instalatiilor prin bransarea directa la retelele electrice de
joasa tensiune:
- 3% pentru instalatii de iliminat;
- 5% pentru restul instalatiilor de orice fel.
b) In cazul alimentarii instalatiilor printr-o centrala proprie sau post de
transformare:
- 8% pentru instalatiile de iluminat;
- 10% pentru restul instalatiilor de orice fel.
c) In cazul alimentarii lampilor cu tensiuni reduse( sub 42 V), pierderea de
tensiune maxima admisa in conductoare este de 10%.
La pornirea electromotoarelor se produce o pierdere de tensiune foarte pronuntata in
circuitul de alimentare datorita curentului mare absorbit la pornire de catre electromotor
pentru un timp foarte scurt( socul de pronire).
Pierdere maxima de tensiune admisa in momentul pornirii electromotoarelor se indica de
catre constructorul acestora si de ea trebuie sa se tina seama la dimensionarea circuitelor
electrice de alimentare.
Pastrarea tensiunii la o valoare cat mai apropiata de valoarea nominala este de mare
importanta, deoarece la valori mai scazute ale acesteia electromotoarele trifazate pierd
din puterea lor mecanica, fierbatoarele si incalzitoarele electrice nu mai produc caldura
prescrisa, iar becurile electrice pierd in si mai mare masura din intensitatea lor luminoasa.
1.9. Relatii folosite in electrotehnica; Marimi electrice si unitati de masura.
Marimi electrice si unitati de masura. Multipli si submultiplii unitatilor de masura.
Nr.
crt
Denumirea marimii Simbolul
marimii
Denumirea unitatii de
masura in S.I.
Simbolul unitatii
de masura
1 Curentul electric I; i Amper A
2 Sarcina electrica Q Coulomb C
3 Tensiunea. Diferenta de potential U; u Volt V
4 Forta electromotoare E; e Volt V
5 Rezistenta electrica R; r Ohm Ω
6 Reactanta X; x Ohm Ω
7 Impedanta Z; z Ohm Ω
8 Conductanta G Siemens S
9 Capacitatea electrica C Farad F
10 Energia electrica activa Wa Joule; Wattora J; Wh
11 Energia electrica reactiva Wr Volt-amper-reactiv-ora Varh
14
Nr.
crt
Denumirea marimii Simbolul
marimii
Denumirea unitatii de
masura in S.I.
Simbolul unitatii
de masura
12 Putere electrica activa P Watt W
13 Putere electrica reactiva Q Volt-amper- reactiv Var
14 Putere electrica aparenta S Volt-amper VA
15 Frecventa f Hertz Hz
16 Factor de putere cosφ fara dimensiune -
17 Randamentul η fara dimensiune -
Multipli si submultiplii unitatilor de masura
Prefix
Denumirea Simbol
Nr. Care multiplica unitatea de
masura
Exemplificarea pentru unitatea
Watt
terra T 1000000000000 1012
terawatt
giga G 1000000000 109
giga watt
mega M 1000000 106
megawatt
kilo k 1000 103
kilowatt
hecto h 100 102
hectowatt
MULTIPLI
deca da 10 10 decawatt
- - 1 1 watt
deci d 0,1 10-1
decieatt
centi c 0,01 10-2
centiwatt
mili m 0,001 10-3
miliwatt
micro μ 0,000001 10-6
microwatt
nano n 0,000000001 10-9
nanowatt
SUBMULTIPLI
pico p 0,000000000001 10-12
picowatt
Principalele relatii fundamentale folosite in electrotehnica.
Relatii intre curent, tensiune,putere.
Curent alternativ
Trifazat
Marimea
de
determinat
Curent continuu si
monofazat
ne inductiv
Monofazat inductiv
Neinductiv Inductiv
Curentul
R
U
I ;
U
P
I
cosR
U
I ;
cosU
P
I
U
P
I
3 cos3 U
P
I
Tensiunea
IRU ;
I
P
U
cosIRU
cosI
P
U I
P
U
3 cos3 I
P
U
Pierderea
de tensiune
( volti) (
R=
rezistenta
unui
conductor)
IRUv 2 cos2 IRUv IRUv 3 cos3 IRUv
Puterea
activa
IUP cosIUP IUP 3 cos3 IUP
15
Curent alternativ
Trifazat
Marimea
de
determinat
Curent continuu si
monofazat
ne inductiv
Monofazat inductiv
Neinductiv Inductiv
Puterea
reactiva
- sinIUQ
tgPQ
- sin3 IUQ
tgPQ
Puterea
aparenta
- IUS
22
QPS
-
IUS 3
22
QPS
Rezistenta , reactanta, inductanta
Marimea de determinat Relatia folosita
Rezistenta
S
l
R ;
S
l
R
Reactanta inductiva( inductanta ) LX L
Reactanta capacitiva ( capacitanta )
C
XC
1
Reactanta totala
C
LX
1
Impedanta
22
XRZ ;
2
2 1
C
LRZ

Recommandé

Pruebas de Campo para la industria de las Telecomunicaciones - Caracterizació... par
Pruebas de Campo para la industria de las Telecomunicaciones - Caracterizació...Pruebas de Campo para la industria de las Telecomunicaciones - Caracterizació...
Pruebas de Campo para la industria de las Telecomunicaciones - Caracterizació...Interlatin
1.6K vues25 diapositives
Capitulo 1 subestaciones par
Capitulo 1 subestacionesCapitulo 1 subestaciones
Capitulo 1 subestacionesDiego Zumba
10.4K vues80 diapositives
Teoría Básica de Tiristores SCR par
Teoría Básica de Tiristores SCRTeoría Básica de Tiristores SCR
Teoría Básica de Tiristores SCRITST - DIV. IINF (YASSER MARÍN)
5.1K vues21 diapositives
Estabilizadores par
EstabilizadoresEstabilizadores
Estabilizadorescespedesolivafatima123
1.5K vues6 diapositives
Selección de componentes par
Selección de componentesSelección de componentes
Selección de componentesUtp arequipa
4.3K vues35 diapositives
Confianza cero par
Confianza ceroConfianza cero
Confianza ceroCade Soluciones
166 vues22 diapositives

Contenu connexe

Tendances

ESTÁNDAR DATA CENTER par
ESTÁNDAR DATA CENTERESTÁNDAR DATA CENTER
ESTÁNDAR DATA CENTERMiguel Cabrera
495 vues47 diapositives
Power System Protection (Primary & Backup) par
Power System Protection (Primary & Backup)Power System Protection (Primary & Backup)
Power System Protection (Primary & Backup)Kamran Gillani
6.8K vues17 diapositives
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet par
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente MosfetAmplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente MosfetMaría Dovale
8.1K vues4 diapositives
CLASE 5- II.pdf par
CLASE 5- II.pdfCLASE 5- II.pdf
CLASE 5- II.pdfssuser2c5b1e
111 vues28 diapositives
Cableado estructurado modulo par
Cableado estructurado   moduloCableado estructurado   modulo
Cableado estructurado modulojorbenavidez
1.8K vues36 diapositives
Modulo configuracion de sistemas de generacion fotovoltaica on y off grid dom... par
Modulo configuracion de sistemas de generacion fotovoltaica on y off grid dom...Modulo configuracion de sistemas de generacion fotovoltaica on y off grid dom...
Modulo configuracion de sistemas de generacion fotovoltaica on y off grid dom...ANTONIO FAVIO OSPINO MARTINEZ
1.7K vues34 diapositives

Tendances(20)

Power System Protection (Primary & Backup) par Kamran Gillani
Power System Protection (Primary & Backup)Power System Protection (Primary & Backup)
Power System Protection (Primary & Backup)
Kamran Gillani6.8K vues
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet par María Dovale
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente MosfetAmplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
Amplificadores Diferenciales Y Fuentes De Corriente Mosfet
María Dovale8.1K vues
Cableado estructurado modulo par jorbenavidez
Cableado estructurado   moduloCableado estructurado   modulo
Cableado estructurado modulo
jorbenavidez1.8K vues
TABLA DE CARACTERISTICAS DE MEDIOS DE TRANSMISION by JAVIER DAVID LOBATO PARDO par javier david lobato pardo
TABLA DE CARACTERISTICAS DE MEDIOS DE TRANSMISION by JAVIER DAVID LOBATO PARDOTABLA DE CARACTERISTICAS DE MEDIOS DE TRANSMISION by JAVIER DAVID LOBATO PARDO
TABLA DE CARACTERISTICAS DE MEDIOS DE TRANSMISION by JAVIER DAVID LOBATO PARDO
Switchgear presentation par Nageswar Rao
Switchgear presentationSwitchgear presentation
Switchgear presentation
Nageswar Rao6.2K vues
Power system protection par Anu Priya
Power system protectionPower system protection
Power system protection
Anu Priya19K vues
Power System Protection Technique: A Review par sahid raja khan
Power System Protection Technique: A ReviewPower System Protection Technique: A Review
Power System Protection Technique: A Review
sahid raja khan204 vues
Simbologia une 60617 par INSPT-UTN
Simbologia une 60617Simbologia une 60617
Simbologia une 60617
INSPT-UTN388 vues
TRANSISTORES POR EFECTO DE CAMPO par Luis Miguel Q
TRANSISTORES POR EFECTO DE CAMPOTRANSISTORES POR EFECTO DE CAMPO
TRANSISTORES POR EFECTO DE CAMPO
Luis Miguel Q1K vues

Similaire à Curs electrician 1

Fizica-electrocinetica par
Fizica-electrocineticaFizica-electrocinetica
Fizica-electrocineticaFlorentinaG
6.4K vues16 diapositives
Efectele curentului-electric par
Efectele curentului-electricEfectele curentului-electric
Efectele curentului-electricTatiana Codreanu
1.9K vues17 diapositives
Referat curentul electric par
Referat curentul electricReferat curentul electric
Referat curentul electricAdina Dobos
23.3K vues9 diapositives
Efectele curentului electric par
Efectele curentului electricEfectele curentului electric
Efectele curentului electricSandracasamindra
9.3K vues3 diapositives
Senzori noi par
Senzori noiSenzori noi
Senzori noigelu2001
3.8K vues44 diapositives
New microsoft power point presentation par
New microsoft power point presentationNew microsoft power point presentation
New microsoft power point presentationSerban Gabriela Madalina
57 vues5 diapositives

Similaire à Curs electrician 1(20)

Fizica-electrocinetica par FlorentinaG
Fizica-electrocineticaFizica-electrocinetica
Fizica-electrocinetica
FlorentinaG6.4K vues
Referat curentul electric par Adina Dobos
Referat curentul electricReferat curentul electric
Referat curentul electric
Adina Dobos23.3K vues
Senzori noi par gelu2001
Senzori noiSenzori noi
Senzori noi
gelu20013.8K vues
Marimi mecanice 1 par gelu2001
Marimi mecanice 1Marimi mecanice 1
Marimi mecanice 1
gelu20014K vues
Proprietăţile conductoare ale materialelor par neculaitarabuta
Proprietăţile conductoare ale materialelorProprietăţile conductoare ale materialelor
Proprietăţile conductoare ale materialelor
neculaitarabuta1.5K vues
1 pe107 normativ pentru proiectarea si executia retelelor de cabluri electrice par Nicoleta Sandu
1 pe107 normativ pentru proiectarea si executia retelelor de cabluri electrice1 pe107 normativ pentru proiectarea si executia retelelor de cabluri electrice
1 pe107 normativ pentru proiectarea si executia retelelor de cabluri electrice
Nicoleta Sandu4.9K vues
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf par CosminCretu4
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
CosminCretu4387 vues
Circuite oscilante si experimente interzise par Tudorache Liviu
Circuite oscilante si experimente interziseCircuite oscilante si experimente interzise
Circuite oscilante si experimente interzise
Tudorache Liviu1.9K vues

Curs electrician 1

  • 1. 1 CAPITOLUL 1- CUNOSTINTE MINIMALE DE SPECIALITATE 1.1. Tensiuni standardizate Valorile standardizate ale tensiunilor nominale intre faze pentru instalatiile de transport si distributie a energiei electrice sunt: 400 V;690 V;1000 V;6000 V;10000V;20000V;110000V;220000V;400000V; 750000V. Tensiunea de 1000 V se refera la o retea trifazata cu trei fire si reprezinta tensiunea intre faze. 1.2.Sectiuni standardizate pentru conductoare si cabluri.Conductoare pentru linii electrice trifazate. La circuite trifazate, cu conductoare de faza avand sectiuni pana la 50 mm2 , sectiunea nulului se ia egala cu sectiunea conductorului de faza. Pentru circuite trifazate, avand conductoarele de faza cu sectiuni mai mari de 50 mm2 , exista urmatoarea corelatie: Sectiunea conductorului de faza( mm2 ) Sectiunea conductorului de nul ( mm2 ) 70 50 95 50 120 70 150 70 185 95 240 120 Din punct de vedere al rezistentei mecanice sectiunea conductorului de nul, la liniile electrice, trebuie sa fie de cel putin 6 mm2 Cu, sau 16 mm2 Al( funie) Cabluri electric – sectiunea conductoarelor cablurilor electrice: Cablu cu izolatie din cauciuc si manta de Pb. mm2 Cablu cu izolatie din hartie impregnate, mm2 Cu-(CP) Al-(ACP) Cu-(CHP) si Al-(ACHP) 3x1,5+1 3x2.5+1.5 3x4+2.5 4x2.5 3x6 + 4 3x6 + 4 3x10 + 6 3x10+6 3x10+6 3x16+6 3x16+6 3x16+10 3x25+10 3x25+10 3x25+16 3x35+10 3x35+10 3x35+16 3x50+16 3x50+16 3x50+25 3x70+25 3x95+50 3x120+50 3x150+70
  • 2. 2 1.3. Marimi electrice si unitati de masura. Curentul electric:- Daca la capetele unui conductor electric se aplica o tensiune, atunci in acel conductor ia nastere un curent electric datorat deplasarii electronilor liberi din conductor. Intensitatea curentului electric(I)- reprezinta cantitaea de electricitate( sarcina electrica) Q [C] ce trece in unitatea de timp prin sectiunea conductorului. , t Q I s C Cantitatea de electricitate ce trece prin conductor este in functie de marimea tensiunii aplicata conductorului precum si de rezistenta pe care o opune acesta. Unitatea de masura a intensitatii curentului este Amperul – A. Un Amper reprezinta cantitatea de electricitate de un coulomb care trece prin conductor in tip de o secunda. Ca sens al curentului electric s-a fixat, conventional, sensul invers in care se deplaseaza electronii. Intensitatea curentului electric ce trece printr-un conductor isi mentine aceeasi valoare pe toata lungimea conductorului. Intensitatea curentului electric se masoara cu ampermetrul Raportul dintre intensitatea curentului electric ( I) si suprafata sectiunii prin care acesta trece se numeste densitate de curent S I 2 mm A Rezistenta electrica ( R )- etse marimea care indica gradul de opunere a unui conductor la trecerea curentului electric prin el. Unitatea de masura pentru rezistenta se numeste Ohm( Ω ). Un Ohm este rezistenta conductorului in care circula un curent de un Amper cand se aplica o tensiune de un Volt. Rezistivitatea electrica ( ρ) – este marimea care da dependenta dintre natura conductorului si rezistenta electrica. Unitaea de masura pentru rezistivitate este m mm2 Valoarea rezistentei unui conductor se calculeaza cu formula: S l R sau S l R in care: - R- rezistenta conductorului (Ω); - l – lungimea conductorului (m); - S- sectiune conductorului ( mm2 ); - ρ- rezistivitatea ( rezistenta specifica) a materialului conductor ( m mm2 ); - γ- conductivitatea materialului conductor 2 mm m Conductivitatea (γ) – este inversul rezistivitatii 1
  • 3. 3 Conductivitatea electrică (numită şi conductibilitatea electrică specifică) este mărimea fizică prin care se caracterizează capacitatea unui material de a permite transportul sarcinilor electrice atunci cînd este plasat într-un cîmp electric Conductibilitatea electrică este proprietatea materialelor de a permite trecerea curentului electric. Valoarea rezistentei pentru un circuit monofazat( doua conductoare) se determina luandu-se in calcul lungimea ambelor conductoare( dus si intors). Rezistenta metalelor creste cu temperatura, iar a carbunelui si a apei scade cu cat temperatura lor creste. Variatia cu temperatura a rezistentei se determina cu relatia: R2=R1[1+α(t2-t1)] , in care: - R1- rezistenta cunoscuta a conductorului la o anumita temperatura; - α- coeficientul de temperatura reprezinta variatia rezistentei de 1Ω a conductorului la cresterea temperaturii sale cu 1 0 C; - t2 - temperatura pentru care dorim sa aflam rezistenta conductorului; - t1 – temperatura pentru care cunoastem resistenta R1 Rezistenta se masoara cu Ohmetrul Conductanţa electrică ( G ) -este mărimea care exprimă capacitatea a unui conductor sau circuit dat de a conduce curentul electric. Conductanţa se măsoară în siemens (S) şi este mărimea inversă rezistenţei electrice măsurate în ohmi (Ω). Tabelul 1Rezistivitatea, Coeficientul de topire la 20 0 C si punctual de topire al unor materiale din care se fabrica conductoarele electrice ( Se considera 1m de material avand S= 1 mm2 )
  • 4. 4 Tensiunea electrica – numeric este egala cu lucrul mecanic efectuat pentru a transporta unitatea de sarcina pozitiva de-a lungul intregului circuit. In intreriorul surselor de energie electrica( al masinilor generatoare rotative, al elementelor galvanice, al acumulatoarelor etc), unde se produce o transformare a energiei mecanice , chimice, etc. in energie electrica, ia nastere o forta electromotoare. In momentul in care la bornele acestor surse se racordeaza receptoare electrice, ia nastere un current electric de o anumita intensitate( I ), current care este debitat in exterior, in conductorul liniei pana la receptoare. La borna sursei- datorita pierderilor din interior- forta electromotoare are o valoare mai mica acesteia i s-a dat denumirea de tensiune electrica( U) U= E- rI, unde: - E – forta electromotoare care ia nastere in interiorul sursei de energie; - rI –pierdere de tensiune interioara. Unitatea de masura pentru tensiune este VOLTUL.( V) Tensiune electrica scade in lungul conductoarelor prin care trece curentul electric cu atat mai mult cu cat rezistenta electrica a conductoarelor este mai mare, producandu-se asa numita pierdere de tensiune din conductoare (ΔU). 1.4. Clasificarea materialelor Corpul sau materialul care conduce curentul electric se numeşte conductor electric; metalele sunt buni conductori electrici, iar dintre acestea conductivitatea cea mai mare o are argintul (63,0·106 S·m−1 ), urmat la mică distanţă de cupru (59,6·106 S·m−1 ). De asemenea plasma (gaz ionizat) este în general un bun sau foarte bun conductor electric , în multe cazuri conductivitatea plasmei se poate considera infinită. Tot în clasa conductorilor intră şi unele lichide care conţin mulţi ioni, de exemplu apa sărată conduce curentul electric cu atît mai bine cu cît concentraţia de sare este mai mare.
  • 5. 5 Un corp sau material care nu permite în mod semnificativ trecerea sarcinilor electrice se numeşte izolator (de exemplu sticla, vidul, apa deionizată etc.). O valoare a conductivităţii electrice între cea a conductorilor şi cea a izolatorilor o au semiconductorii. Adesea conductivitatea semiconductorilor poate fi ajustată în limite largi, atît permanent prin procesul de fabricaţie, de obicei prin dopare, cît şi dinamic prin aplicarea unor cîmpuri electrice exterioare, prin variaţia temperaturii, prin iluminare, prin expunere la radiaţie ionizantă etc. Materialele electroizolante prezintă o rezistivitate electrică ρ cu valori cuprinse între 108 şi 1018 [Ω cm]. Oricare dintre proprietăţile electrice şi neelectrice ale materialelor electroizolante poate servi drept criteriu de clasificare a acestor. S-au impus totuşi criteriile cu caracter general cum sunt: natura chimică, starea de agregare, stabilitatea termica, forma şi caracteristica esenţială a materialelor componente la care se mai adaugă eventual, starea finală şi transformările necesare pentru obţinerea produsului finit. Astfel, după natura lor chimică, materialele electroizolante se pot clasifica în materiale organice, anorganice şi siliconice. Materialele de natură organică prezintă proprietăţi electroizolante foarte bune, având însă o rezistenţă redusă la solicitările termice şi mecanice. Materialele de natură anorganică (marmura, azbestul etc.) au o comportare inversă materialelor organice. Materialele de natură siliconică îmbină în mod favorabil cele mai bune proprietăţi ale materialelor organice şi anorganice. Luând în considerare starea de agregare a materialelor electroizolante vom distinge materiale: solide, lichide şi gazoase. Folosind drept criteriu de clasificare stabilitatea termică, materialele electroizolante se împart în clase de izolaţie şi au caracteristica comună temperatura maximă la care pot fi utilizate timp îndelungat. Pentru determinarea stabilităţii termice, pe lângă temperatură, se pot utiliza şi mărimi electrice (constante de material) ca de exemplu scăderea rigidităţii dielectrice cu creşterea temperaturii, mărimi fizice sau mărimi mecanice. O clasă de izolaţie cuprinde materialele care au o stabilitate termică comparabilă, la o temperatură de serviciu dată. Clasificarea materialelor în clase de izolaţie este în prezent nesatisfăcătoare deoarece se referă la grupe de materiale ce pot intra în constituţia unui sistem de izolaţie, dar nu oferă posibilitatea alegerii unui material pentru condiţiile impuse de un anumit scop sau loc de utilizare. Ca urmare este căutat un alt criteriu de clasificare a materialelor adoptat de CEI (Comisia Electronică Internaţională). Această clasificare cuprinde în fiecare grupă materiale de aceeaşi formă şi stare finală, care necesită pentru utilizare acelaşi mod de prelucrare. Din punctul de vedere al proprietăţilor lor electrice, materialele semiconductoare se situează între materialele conductoare şi materialele electroizolante. Materialele semiconductoare au o rezistivitate electrică ρ cuprinsă în intervalul (10- 3 ÷1010 )[Ω cm]. Caracteristicile de bază ale materialelor semiconductoare sunt următoarele: - rezistivitatea materialelor semiconductoare variază neliniar cu temperatura; rezistivitatea lor scade odată cu creşterea temperaturii; -prin suprafaţa de contact între 2 semiconductori sau un semiconductor cu un metal, conducţia electrică este unilaterală; -natura purtătorilor de sarcină dintr-un semiconductor depinde de natura impurităţilor existente în semiconductor. Materialele semiconductoare se pot clasifica, la rândul lor, după mai multe criterii. Astfel după gradul de puritate distingem: - Semiconductori intriseci. Aceştia sunt perfect puri şi au o reţea cristalină perfect
  • 6. 6 simetrică; - Semiconductori extrinseci. Aceştia sunt impurificaţi şi natura conductibilităţii lor depinde de natura impurităţilor. După felul impurităţilor pe care le conţin, semiconductorii extrinseci pot fi: donori, dacă impuritatea are valenţa mai mare decât cea a semiconductorului; acceptori, dacă impuritatea are valenţa mai mică decât cea a semiconductorului. Materialele conductoare au o rezistivitate care nu depăşeşte 10-5 ÷10-3 [Ω cm]. După natura conductibilităţii electrice materialele conductoare se pot clasifica în: - Materiale conductoare de ordinul I. Aceste materiale prezintă o conductibilitate de natură electronică, rezistivitatea lor creşte odată cu creşterea temperaturii, iar sub acţiunea curentului electric ele nu suferă modificări de structură. Materialele conductoare de ordinul I sunt metale în stare solidă şi lichidă. Dacă luăm în considerare valoarea conductivităţii lor, materialele conductoare de ordinul I se pot împărţi în: --materiale de mare conductivitate, cum sunt: Ag, Cu, Al, Fe, Zn, PB, Sn etc. --materiale de mare rezistivitate, care sunt formate de obicei din aliaje şi se utilizează pentru rezistenţe electrice, elemente de încălzire electrică, instrumente de măsură etc. - Materiale conductoare de ordinul II. Aceste materiale prezintă o conductibilitatea de natură ionică, rezistivitatea lor scade odată cu creşterea temperaturii, iar sub acţiunea curentului electric ele suferă transformări chimice. Din categoria materialelor conductoare de ordinul II fac parte sărurile în stare solidă sau lichidă, soluţiile bazice sau acide, soluţiile de săruri (deci toţi electroliţii). 1.5. Legea lui Ohm Legea lui Ohm stabileste o legatura intre cele trei marimi de baza: intensitate, tensiune si rezistenta, dintr-un circuit electric inchis. Intensitatea curentului electric care trece printr-un circuit este direct proportionala cu tensiune electrica aplicata acelui circuit si invers proportionala cu rezistenta electrica a circuitului. R U I , in care: - I – intensitatea curentului electric ( A); - U- tensiunea electrica( V); - R – rezistenta electrica(Ω). Daca la un circuit electric se cunosc doua din cele trei marimi de baza se poate afla a treia I U R sau RIU Legea lui Ohm este valabila atat pentru un circuit inchis cat si pentru portiuni din circuitul respectiv
  • 7. 7 a) pentru intreg circuitul ABCDE avem : U= RI sau R U I b) pentru portiunea de circuit BCD avem U1=R1I sau 1 1 R U I ; c) Pentru portiunea de circuit ABDE avem: U-U1=R2I sau 22 21 R U R UU I U-U1 = ΔU reprezinta pierderea de tensiune pe distanta AB a circuitului. Pe baza legii lui Ohm se poate determina pierderea de tensiune pe diferite protiuni ale unui circuit daca cunoastem curentul respectiv precum si rezistenta electrica a portiunii considerate. Exemplu: Tensiunea electrica de alimentare a unui circuit este de 24 V, iar rezistenta circuitului este de 6 Ω. Sa se determine valoarea curentului I ce trece prin circuit. Rezolvare: A R U I 4 6 24 Gruparea rezistoarelor- Rezistoarele electrice se pot lega in series au paralel Legarea in serie se face legand rezistoarele unul de altul in continuare astefel incat acelasi curent trece prin fiecare. Fig.1 Legarea serie a rezistoarelor U1 R1R2 U2 A E B D I C R
  • 8. 8 Rezistenta echivalenta( totala) RT a unui grup de rezistoare ( R1,R2,R3) legate in serie se calculeaza cu relatia: RT= R1+R2+R3. Legarea rezistoarelor in paralel se face prin conectarea capetelor acestora astfel ca prin fiecare dintre ele trece numai o parte din curentul total din circuitul electric in care au fost legate rezistoarele. Fig.2 Legarea rezistoarelor in paralel Rezistenta echivalenta se determina cu relatia: 321 1111 RRRRT ; 133221 321 RRRRRR RRR RT In cazul a numai doua rezistoare( Divizorul rezistiv) 21 21 RR RR RT Rezistenta echivalenta ce inlocuieste un grup de rezistoare legate in paralel este mai mica decat cea mai mica rezistenta din grup. Rezistoarele se mai pot lega si mixt .Rezistenta echivalenta se detremina afland pe rand rezistentele legate in serie separat si cele legate in paralel separate dupa care aflam rezistenta totala. 1.6. Legile lui Kirchhoff. Legile lui Kirchhoff stabilesc modul in care circula curentul electric prin conductoarele electrice legate intre ele( ramificat si buclat) Legea I – Daca mai multe conductoare prin care circula curenti electrici se intalnesc intr-un puct( nod), suma curentilor care intra in acel punct este egala cu suma curentior care pleaca din acel punct. Conventional se noteaza cu: + curentii care intra in nod; - curentii care pleaca din nod.
  • 9. 9 Fig. 3 Curentii electrici intr-un nod Legea I Kirchhoff: I1+I2+I4= I3+I5 sau I1+I2- I3+I4- I5 =0 Legea a II-a – Intr-un circuit electric inchis, suma algebrica a fortelor electromotoare este egala cu suma algebrica a pierderilor de tensiune. Adica: IRE Acesta regula se aplica tinand seama de urmatoarele: - forta electromotoare este pozitiva daca sensul ales pentru parcurgerea circuitului pargurge sursa de la borna negativa la borna pozitiva; - pierderile de tensiune au semnul plus cele la care sesul curentului este acelasi cu sensul ales pentru parcurgerea circuitului in caz contrar ele vor fi cu minus. Fig.4. Circuit electric inchis -E1+E2=R1I+R2I In cazul in care la calculul curentului se obtine o valoare cu semnul minus inseamna ca sensul real al circuitului este invest celui ales.
  • 10. 10 1.7. Puterea electrica. Energia electrica Energia dezvoltata in unitatea de timp la bornele unui consummator se numeste putere electrica. Unitarea de masura pentru puterea electrica este Wattul [P]SI=1 W. In cazul curentului continuu puterea electrica se poate calcula cu relatiile: IUP ; 2 IRP - puterea electrica disipata de un consummator cu rezistenta R sub forma de caldura; R U P 2 . In cazul curentului alternativ monofazat a) puterea activa: Pa=UI cosφ. b) Puterea reactiva: Pr= UI sinφ In cazul curentului alternativ trifazat: a) puterea activa : cos3 UIPa b) puterea reactiva: sin3 UIPr Puterea electrica se masoara cu Wattmetrul Intre puterea mecanica si puterea electrica exista urmatoarea relatie: 1CP=736W. Pierderea de putere Odata cu pierderea de tensiune din conductoare se produce simultan si o pierdere de putere. Aceasta se exprima prin relatia generala: ΔP=RTI2 , in care: - ΔP este pierderea de putere; - RT – rezistenta tuturor conductoarelor circuitului sau ale liniei electrice considerate; - I intensitatea curentului ce strabate circuitul sau linia electrica. In general, pentru circuite sau linii electrice scurte nu se tine seama de pirderea de putere din conductoare. Pierderea de putere devine importanta la liniile electrice lungi si de ea se tine seama la dimensionarea conductoarelor, deoarece, procentual pierderea de putere este mai mare decat pierderea de tensiune. Puterea pierduta in conductoare se transforma in caldura. Randamentul (η)- este raportul dintre puterea utila si puterea absorbita. Randamentul este mai mic dacat unitatea. 12 RIP P PP P P P u u u u a u , in care: Pu – este purerea utila – puterea obtinuta dupa transportul sau dupa transformarea ei se mai numeste si puterea la arbore Pa- este puterea de transport sau puterea absorbita efectiv de electroreceptoare RI2 – pierderi prin effect Joule( caldura)
  • 11. 11 In afara de pierderile prin efect Joule, la transportul si transformarea energiei electrice se mai produc si alte pierderi cum ar fi cele electromagnetice. La electromotoare se produc pierderi mecanice( frecare in lagare). Daca se ia in considerare numai pierderile prin efect Joule atunci se obtine randamentul electric(ηe), daca se iau in considerare toate pierderile se obtine randamentul total(η). La electromotoare puterea inscrisa pe placuta lor precum si cea trecuta in prospecte reprezinta puterea utila( la arbore). Coeficientul de cerere- reprezinta raportul dintre puterea maxima absorbita de o instalatie electrica si puterea totala instalata in receptoarele acelei instalatii, el este subunitar( < 1) 1 i a c P P C Intr-un atelier sau fabrica sunt receptoare de tot felul.Acestea nu lucreaza simultan si nici toate incarcate la plina sarcina.In aceasta situatie puterea absorbita de toate receptoarele fabricii/ atelierului este mai mica decat puterea instalata in receptoare. Coeficientul de cerere se calculeaza dupa formula: rm is c KK C , unde: -Ks este coeficientul mediu de simultaneitate al functionarii motoarelor( in masura in care acestea functioneaza simultan); -Ki este coeficientul mediu de incarcare a motoarelor electrice din instalatia cosiderata, aflate in functiune( in masura in care motoarele sunt incarcate la sarcina nominala); -ηm este randamentul mediu general al electromotoarelor, corespunzator Ki; -ηr este randamentul mediu general al retelelor care alimenteaza electromotoarele. Tabel 2. Valori ale coeficientilor de cerere pentru diferite receptoare electrice( valori informative)
  • 12. 12 Energia electrica- produsa, transportata sau consumata se poate determina facand produsul dintre dintre puterea electrica respectiva si timp. tPW Energia electrica este de doua feluri: - energie electrica activa; - energie electrica reactiva. Energia electrica activa – este energia de baza care se foloseste in toate activitatile unde energia electrica este solicitata ea putandu-se transforma in energie mecanica, luminoasa, calorica. Energia electrica reactiva- este o energie complementara, care serveste la magnetizarea bobinajelor diverselor receptoare inductive( transformatoare, motoare etc) racordate la reteaua electrica. Se urmareste permanent ca circulatia acestei energii reactive prin retelele electrice de transport, distributie si utilizare sa fie cat mai mica, dandu-se posibilitatea energiei electrice active sa circule pana la capacitatea maxima a retelelor. In general energia electrica are simbolul W. Energia electrica in curent continuu: tIUW ; tRIW 2 ; t R U W 2 Energia electrica in curent alternativ: a) Energia activa in curent monofazat si trifazat: tIUWa cos ; tIUWa cos3 b) Energia reaciva in curent monofazat si trifazat: tUIWr sin ; tUIWr sin3 Unitatea de masura pentru energie electrica activa este – Wattora( Wh) sau multiplul sau kilowattora( kWh). Unitaea de masura pentru energia reactiva este- Voltamper reactiv- ora(Varh) sau multiplul sau kilovoltamper reactiv-ora(kVarh) Energia electrica se masoara cu contoarul electric( de energie activa, respectiv energie reactiva). 1.8. Pierderea de tensiune( ΔU). Tensiunea scade in lungul unui conductor prin care trece curent electric, producadu-se ceea ce numim o pierdere de tensiune, notata cu ΔU. Aceasta pierdere este direct proportionala cu rezistenta conductorului( pe portiunea considerate) si cu intensitatea curentului electric ce trece prin acel conductor. Pierderea de tensiune dintre doua puncte ale unui conductor reprezinta diferenta de tensiune dintre acele puncte. Pentru determinarea ei se aplica legea lui Ohm( ΔU=RI). Pierderile de tensiune sunt cu atat mai mari cu cat conductorul are o lungime mai mare si cu cat sectiunea este mai mica. Daca pentru acelasi conductor creste intensitatea curentului care trece prin el vom avea pierderi de tensiune mai mari.
  • 13. 13 Pentru buna functionare a receptoarelor trebuie sa avem la bornele acestora o tensiune de alimentare cat mai apropiata de tensiunea lor nominala.Pentru aceasta, pierderile de tensiune admise, atat in retele de transport si distributie a energiei electrice , cat si in instalatiile de utilizare, sunt limitate la anumite procente maxime. Astfel, in retelele electrice de distributie ele pot fi maxim 0,5%, in coloanele bransamentelor electrice individuale( portiune de bransament de la intrarea in cladire pana la contor)de 1% , la coloanele principale collective din blocuri de 0,5% etc. Pierderile de tensiune maxime admise in instalatiile de utilizare, de la tabloul general al instalatiilor si pana la ultimul receptor( lampa, motor etc.), pentru sarcina maxima la care au fost proiectate instalatiile sunt urmatoarele: a) In cazul alimentarii instalatiilor prin bransarea directa la retelele electrice de joasa tensiune: - 3% pentru instalatii de iliminat; - 5% pentru restul instalatiilor de orice fel. b) In cazul alimentarii instalatiilor printr-o centrala proprie sau post de transformare: - 8% pentru instalatiile de iluminat; - 10% pentru restul instalatiilor de orice fel. c) In cazul alimentarii lampilor cu tensiuni reduse( sub 42 V), pierderea de tensiune maxima admisa in conductoare este de 10%. La pornirea electromotoarelor se produce o pierdere de tensiune foarte pronuntata in circuitul de alimentare datorita curentului mare absorbit la pornire de catre electromotor pentru un timp foarte scurt( socul de pronire). Pierdere maxima de tensiune admisa in momentul pornirii electromotoarelor se indica de catre constructorul acestora si de ea trebuie sa se tina seama la dimensionarea circuitelor electrice de alimentare. Pastrarea tensiunii la o valoare cat mai apropiata de valoarea nominala este de mare importanta, deoarece la valori mai scazute ale acesteia electromotoarele trifazate pierd din puterea lor mecanica, fierbatoarele si incalzitoarele electrice nu mai produc caldura prescrisa, iar becurile electrice pierd in si mai mare masura din intensitatea lor luminoasa. 1.9. Relatii folosite in electrotehnica; Marimi electrice si unitati de masura. Marimi electrice si unitati de masura. Multipli si submultiplii unitatilor de masura. Nr. crt Denumirea marimii Simbolul marimii Denumirea unitatii de masura in S.I. Simbolul unitatii de masura 1 Curentul electric I; i Amper A 2 Sarcina electrica Q Coulomb C 3 Tensiunea. Diferenta de potential U; u Volt V 4 Forta electromotoare E; e Volt V 5 Rezistenta electrica R; r Ohm Ω 6 Reactanta X; x Ohm Ω 7 Impedanta Z; z Ohm Ω 8 Conductanta G Siemens S 9 Capacitatea electrica C Farad F 10 Energia electrica activa Wa Joule; Wattora J; Wh 11 Energia electrica reactiva Wr Volt-amper-reactiv-ora Varh
  • 14. 14 Nr. crt Denumirea marimii Simbolul marimii Denumirea unitatii de masura in S.I. Simbolul unitatii de masura 12 Putere electrica activa P Watt W 13 Putere electrica reactiva Q Volt-amper- reactiv Var 14 Putere electrica aparenta S Volt-amper VA 15 Frecventa f Hertz Hz 16 Factor de putere cosφ fara dimensiune - 17 Randamentul η fara dimensiune - Multipli si submultiplii unitatilor de masura Prefix Denumirea Simbol Nr. Care multiplica unitatea de masura Exemplificarea pentru unitatea Watt terra T 1000000000000 1012 terawatt giga G 1000000000 109 giga watt mega M 1000000 106 megawatt kilo k 1000 103 kilowatt hecto h 100 102 hectowatt MULTIPLI deca da 10 10 decawatt - - 1 1 watt deci d 0,1 10-1 decieatt centi c 0,01 10-2 centiwatt mili m 0,001 10-3 miliwatt micro μ 0,000001 10-6 microwatt nano n 0,000000001 10-9 nanowatt SUBMULTIPLI pico p 0,000000000001 10-12 picowatt Principalele relatii fundamentale folosite in electrotehnica. Relatii intre curent, tensiune,putere. Curent alternativ Trifazat Marimea de determinat Curent continuu si monofazat ne inductiv Monofazat inductiv Neinductiv Inductiv Curentul R U I ; U P I cosR U I ; cosU P I U P I 3 cos3 U P I Tensiunea IRU ; I P U cosIRU cosI P U I P U 3 cos3 I P U Pierderea de tensiune ( volti) ( R= rezistenta unui conductor) IRUv 2 cos2 IRUv IRUv 3 cos3 IRUv Puterea activa IUP cosIUP IUP 3 cos3 IUP
  • 15. 15 Curent alternativ Trifazat Marimea de determinat Curent continuu si monofazat ne inductiv Monofazat inductiv Neinductiv Inductiv Puterea reactiva - sinIUQ tgPQ - sin3 IUQ tgPQ Puterea aparenta - IUS 22 QPS - IUS 3 22 QPS Rezistenta , reactanta, inductanta Marimea de determinat Relatia folosita Rezistenta S l R ; S l R Reactanta inductiva( inductanta ) LX L Reactanta capacitiva ( capacitanta ) C XC 1 Reactanta totala C LX 1 Impedanta 22 XRZ ; 2 2 1 C LRZ