ELECTRICITATE:Întrebări & Răspunsuri

Condesatorul electric este un dizpozitiv a carui fuctionare se bazeaza pe proprietatea magazinarii unei cantitati de electricitate. Condesatorul este format din doua conductoare pe propietatea inmagazinarii unei cantitati  de electricitate. Condesatorul este format din doua conductoare (denumite armaturi) separate intre ele printr-un material electroizolant (dielectric). Marimea fizica care defineste un condesator este cpacitatea sa. In cazul in care intra armaturi se aplica tensiunea U, exista umatoare relatie:                                            C=Q/U, in care C- este capacitatea cndesatorului in farazi (F); Q - cantitatea de electricitate in coulombi (C); U - tensiunea electrica in volti (V). De precizat ca in tehnica ca in tehnica se foloseste subunitati ai faradului: milifaradul: mF= 10-3   microfaradul: μF= 10-6  nanofaradul: nF= 10-9  picofaradul: mF= 10-12   .                                                                                                   Clasificarea Condesatoarele se clasifica dupa urmatoarele criterii: 1. Constructie: condesatoare fixe; condesatoare variabile; condesatoare semireglabile (ajustabile). 2. Natura dielectricului: condesatoare cu 

Rezistoarele pentru incalzire se executa numai din materiale rezistive care pt functiona la temperaturi inalte (peste 1000 *C), ca de exemplu: cromnichiel, fecral, silita, metalo ceramica etc. Se folosesc atit metale ceramice cit si materiale pe baza de carbon sinterizate. Rezistoarele se utilizeaza fie aplicate pe suporti ceramici , fie sub forma spiralizata si sustinute de suportii ceramici. Ele se folosesc fie ca surse de caldura de uz casnic (radiatoare, plite electrice, fiare de calcat, plonjoare de incalzit apa etc.), fie ca uz industrial (aeroterme, cuptoare electrice , plonjoare pentru incalzirea matritilor).

Rezistoarele neliniare sint caracterizate prin variatia importanta a rezistentei in cazul modificarii unei marimi exterioare.

Termistoarele sint rezistoare neliniare a caror rezistenta variaza pronuntat cu incalzirea, avind un coificient de variatie a rezistentei cu temperatura negativ (rezistenta scade cu cresterea temperaturii). Termistoarele se executa din oxizi de Cr, Mn, Fe, Cd sau Ni. Pentru a intelege functionarea termistoarelor se foloseste caracteristica Volt-Amper sint linii drepte ce trec prin originea axelor de coordonate.

Variztoarele sint dizpozitivele constituite dintr-un semiconductor a carui rezistenta scade cind creste tensiunea continua aplicata  la bornele lui (in figura de mai sus). Ele sint utilizate in circuite pentru protectia la supratensiuni in circuite de reglare automata etc.

Rezistoarele chimice peliculare se realizează prin depunerea pe un suport izolant ceramic a unui strat subţire (0,1 μm) conductor din carbon sau metal.

Rezistoarele cu peliculă metalică au o mare stabilitate a rezistenţei electrice la funcţionarea de lungă durată.Rezistoarele cu peliculă de carburi sau bor-carbon se execută în mai multe faze :  Pregătirea suportului. Pentru înlăturarea impurităţilor se aplică spălarea cu apă cu detergenţi şi decaparea în soluţie de acid fluorhidric (0,5 — 5%). După aceasta se spală cu apă caldă şi se usucă în cuptor. Tratamentul pirolitic urmăreşte depunerea carbonului dintr-o hidro­carbură saturată (metan, benzen etc.) pe suportul rezistenţei la o tempera­tură de circa 1 0000C. Piroliza se execută în cuptoare cu vid sau atmosferă neutră (azot). Filetarea este procesul de tăiere a şanţului elicoidal în pelicula de car­bon şi suportul ceramic cu un disc abraziv. Lipirea conexiunilor din cupru se face cu ajutorul aliajelor de lipire (plumb şi cositor). Acoperirea de protecţie se obţine cu o vopsea termorezistivă sau cu peliculă metalică. Depunerea peliculei metalice se realizează prin evaporarea în vid înaintat (10-4 — 10-6 torr) şi la temperatură înaltă. Variindu-se condiţiile de depunere se pot medifica proprietăţile electrice ale rezistoarelor. Tratamentul termic are drept scop micşorarea coeficientului de tem­peratură si uniformizarea structurii. Se realizează la temperatura de 700 . . . 9000 С timp de 3-50 mim. Rezistoarele pe bază de bioxid de staniu (Sn02) se obţin prin depunere chimică a peliculei de staniu pe suportul izolant. Ulterior, această peliculă se oxidează prin încălzire în aer. Rezistoarele chimice de volum se realizează dintr-un amestec ce cu­prinde : material semiconductor (grafit sau negru de fum), masa de umplu­tură (argilă, talc. sau caolin) şi un izolant (cauciuc sau răşină sintetică). Rezistoarele de volum se introduc fie într-un tub izolant (de ceramică sau sticlă), fie se presează sub formă de vergele. Rezistoarele de volum au următoarele avantaje: putere de disipaţie mare raportată la volum, cost scăzut, robusteţe electrică şi mecanică ridi­cate şi inductanţă proprie redusă.

Rezistoarele pentru circuitele ele curenţi slabi au caracteristicile marcate conform STAS 9109—72 prin cod de culori sau prin cod de litere şi cifre. Codul de culori cuprinde patru benzi de culori in figura de mai jos, primele trei benzi reprezentînd valoarea rezistenţei, iar a patra toleranţa. Prima bandă

colorată se trasează în apropierea unuia dintre capetele rezistorului. Pentru a nu se produce confuzii în interpretarea codului, citirea se va face începîndu-se de la acest cap. Codul de culori pentru marcarea valorilor şi toleranţelor este indicat mai jos.

Codul de litere şi cifre cuprinde trei sau patru caractere, cuprinzînd două cifre şi o literă sau trei cifre şi o literă, în funcţie de numărul cifrelor semnificative ce trebuie marcate pe rezistoare. De exemplu, 2700 Ω se va marca 2 к 7, iar 332 000 Ω se va marca 332 k. Literele codului înlocuiesc virgula zecimală. La marcarea rezistoarelor se folosesc literele R, к, M, G, T pentru a reprezenta coeficienţii de multiplicare 1, 103 (kilo), 106 (mega), 109 (terra) la valorile exprimate in ohmi. Rezistoarele pentru circuitele de curenţi mari se marchează cu valorile i rezistenţa nominală, curentul de sarcină maxim şi tensiunea nominală.

Rezistoarele se pot clasifica după mai multe criterii.  După materialul folosit: — rezistoare din metale sau aliaje metalice diverse sub formă de sîrmă sau benzi caracterizate fiecare prin rezistivitate (sau rezistenţe specifice) ;— rezistoare peliculare obţinute prm depunerea unei pelicule pe un suport izolant, obţinîndu-se astfel grosimi foarte mici şi deci rezistenţe, de valoare ridicată;rezistoare cu lichid bazate pe rezistenţa unui strat de lichid intre două plăci metalice cufundate în lichid. , După construcţie :— rezistoare fixe, a căror rezistenţă nu poate fi modificată ;— rezistoare variabile, a căror rezistenţă poate fi modificată prin depla­sarea unui contact. Rezistoarele variabile pot fi realizate cu modificarea rezistenţei în trepte sau continuu. De asemenea, ele pot avea trei borne, puţind fi montate în circuite de reglaj potcnţiometric (reglajul tensiunii între zero şi valoarea nominală).Rezistoarele variabile pot fi:— cu variaţia liniară a rezistenţei (proporţională cu deplasarea contac­tului) ;— cu variaţia logaritmică a rezistenţei (modificarea rezistenţei se face logaritmic cu deplasarea contactului). Parametrii nominali Rezistenţa nominală (R) este valoarea, în ohmi, pentru care a fost construit rezistorul, măsurată la temperatura de 20 °C; Toleranţa admisă faţă de rezistenţa nominală este abaterea în plus sau in minus, în procente, rezultată din procesul de fabricaţie.  Puterea nominală (Pn) este puterea ce poate fi disipată de rezisteuţă fără a se încălzi peste limitele admisibile, în waţi.  Puterea maximă a rezistorului se calculează cu relaţia:                                                                         P = RI2 [W],        în care :  R este rezistenţa, în (Ω) ;  I — curentul, în A. Din această relaţie rezultă şi curentul maxim ce poate străbate rezistorul.  Puterea maximă admisibilă este stabilită la o temperatură ambiantă de 20 °C. La creşterea temperaturii ambiante, rezistenţa proprie a rezisto­rului liniar creşte conform relaţiei;                                                                                Rt = R0[l +   α(t-t0)]                                                     în care : Rt  este rezistenţa la temperatura finală t, în Ω;R0 — rezistenţa la temperatura ambiantă de  (20 °C), în Ω.;α — coeficientul de variaţie a rezistenţei cu temperatura (l/K) ;t— temperatura finală, în °C;t0 — temperatura ambiantă (20 °C). Datorită acestui fapt, puterea creşte cu temperatura, ceea ce duce la degradarea materialelor din care este confecţionat rezistorul.Coeficientul de variaţie a rezistenţei cu temperatura (α) constituie altă 'mărime nominală şi est'e determinat de materialul folosit pentru confecţio­narea rezistorului.  Tensiunea nominală este tensiunea maximă, în volţi, la care poate fi utilizat rezistorul fără să se producă deteriorarea izolaţiei electrice.Variaţia rezistenţei cu durata de utilizare este un alt element ce carac­terizează numai rezistoarele chimice (folosite în curenţii slabi), care se indica în procente faţă de rezistenţa nominală după 1 000 h de funcţionare la tem­peratura maximă de utilizare şi puterea nominală.Coeficientul de tensiune (Ku) indică variaţia rezistenţei rezistorului ia funcţie de tensiunea aplicată la borne.

Electrodul pozitiv al acestuia este din bioxid de plumb, iar eel negativ din plumb spongios pur. Drept electrolit este folosit acidul sulfuric diktat. In fig. 60 este prezen-tat un acumulator cu plumb folosit la automobile.  In timpul descarcarii, bioxidul de plumb se reduce partial, iar plumbul spongios se oxideaza. Ambele pro-duse se combina cu acidul sulfuric si produc ара si sulfat de plumb. Sint. eliberati, in acest fel, ioni pozitivi de hidrogen si ioni negativi de sulfat. Sulfatul de plumb este practi'c insolubil in electrolit si determina reversi-bilitatea procesului.   Cind о tensiune continua este conectata pe electrozi (plus la electrodul pozitiv, minus la eel negativ), pentru reincarcare, ionii hidrogen migreaza spre placile negative, iar cei de sulfat, spre cele pozitive. Se formeaza in acest

fel plumbul spongios, pe placa negative si bioxidul de plumb pe placa pozitiva.  Intregul ciclu este ilustrat in fig. 61. In 61 (a) este prezentat acumulatorul cu placile incarcate; in (b) acidul se combina 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 in­carcare desulfateaza placile, eliberind aci­dul sulfuric, care tre-ce in electrolit si re-generind bioxidul de plumb si plumbul spongios al electrozilor.  Tensiunea nomi-nala a unui element de acumulator cu plumb este 2 V.

Tensiunea electromotoare E a unei baterii formata din mai multe elemente legate in serie este : E = e1 + e2 + e3 + . ..  unde eb e2, e3 sint tensiunile electromotoare ale elemen­telor componente. О baterie de 6 V a unui automobil este formata din trei elemente a cite 2 V; о baterie de 12 V are sase elemente de cite 2 V legate in serie.  Tensiunea electromotoare a unei baterii formata din mai multe elemente identice legate in paralel este egala cu cea a unui singur element. О astfel de baterie poate sa furnizeze un curent mai mare decit cel dat de un sin­gur element.

Sarcina normala este aproximativ о zecime din capa­citatea bateriei, considerate la 10 ore de descarcare.Curentul de incarcare, in amperi, este dat de relatia:                                                                                  I=E-e/R+r              unde: E este tensiunea de incarcare, in volti;                      e- tensiunea contraelectromotoare a bateriei , in volti ;                      R - rezistenta circuitului, in ohmi;                      r- rezistenta interna a bateriei, in ohmi. Tensiunea este aproximativ 2,7 V pe element, cind el este incarcat.

Tiristorul este un dispozitiv semiconductor redresor controlat, care este capabil să blocheze curentul în  conducţie directă pînă la apariţia unui impuls de comandă care pune în funcţiune elementul. El este format din patru straturi de material semiconductor, de exemplu siliciu, avînd grosimea de 0,4 mm şi diametrul între 2,5 şi 25mm. Dispozitivul poate fi scos din funcţiune numai prin inversarea polarităţii tensiunii aplicate sau prin creş­terea rezistenţei de sarcină.

Fotocélula este un dispozitiv sensibil la lumină format din doi electrozi închişi într-un balon de sticlă din care s-a scos aerul sau a fost umplut cu gaz inert. Unul din electrozi este construit dintr-o placă învelită într-un me­tal sensibil la lumină, cum este cesiul, de exemplu, care emite electroni atunci cînd este iluminat. Celălalt elec­trod este menţinut la un potenţial pozitiv faţă de placă astfel încît el va atrage electronii emişi. Curentul în cir­cuitul exterior creşte cu iluminarea, dar nu este propor­ţional cu ea. Un alt tip de fotocélula are drept electrod o placă de plumb învelită în oxid de cupru sau seleniu (sau alte semiconductoare) şi apoi acoperită cu o peliculă transpa­rentă metalică. Lumina străbate pelicula metalică şi înve­lişul semiconductor emite electroni. Aceştia trec în peli­cula metalică, fiind înlocuiţi de electronii din plumb. Ca urmare a acestui fenomen, rezultă o diferenţă de potenţial între pelicula metalică şi placa de plumb. Pentru a produce o putere electrică care să poată fi utilizată practic sînt necesare foarte multe celule de acest fel conectate între ele.

Există tot atîtea moduri de producere a energiei elec­trice cîte efecte are curentul electric. Pînă acum au fost prezentate generatoarele care utilizează efectul electro­magnetic al curentului. Alte surse de energie mai puţin utilizate în practică, se bazează pe legătura între curentul electric şi energia luminoasă sau energia termică. Se fac în prezent cercetări asupra generatoarelor de inducţie ale căror părţi metalice în mişcare să fie înlocuite cu gaz.

Este acea dispunere a bobinelor fazelor în care punc­tele de sfîrşit ale înfăşurărilor sînt legate într-un punct comun, numit vîrful stelei. In fig. 30 fiecare dintre în­făşurările de fază ale alternatorului alimentează cîte o sarcină printr-o pereche de. conductoare. în practică conductoarele de întoarcere pot fi înlocuite cu unul sin­gur formîndu-se astfel un sistem cu patru conductoare.

Prin al patrulea conductor circulă curentul de întoarcere, cînd sarcinile nu sînt egale. Dacă sarcinile sînt egale, acest conductor, numit şi neutru, nu este necesar. în această situaţie alternatorul se leagă la pămînt, sistemul avînd numai trei fire. Tensiunea între două conductoare de alimentare a sis­temului trifazat conectat în stea (numită tensiune de linie) este 1,73 ori mai mare decît tensiunea între un conductor şi firul neutru (numită tensiune de faza).