Curent electric

Curentul electric

Intensitatea curentului = sarcina care trece printr-o secțiune pe unitatea de timp:

I = Q/t [A = C/s]

Sensul convențional al curentului: de la + spre − în exteriorul sursei (invers față de mișcarea electronilor).

---

Rezistența electrică

Legea lui Ohm (pentru un conductor la temperatură constantă):

U = R · I

• U = tensiunea la bornele rezistorului [V]
• R = rezistența [Ω = V/A]
• I = intensitatea curentului [A]

Rezistivitatea (proprietatea materialului):

R = ρ · l / S

ρ = rezistivitatea [Ω·m], l = lungimea, S = secțiunea transversală.

Variația cu temperatura: R(T) = R₀ · [1 + α(T − T₀)]

α = coeficientul de temperatură al rezistenței

---

Sursa de curent (bateria)

O sursă are:

• Tensiunea electromotoare (t.e.m.): ε [V] — energia dată unui coulomb de sarcină
• Rezistența internă: r [Ω]

Tensiunea la borne (în circuit închis):

U = ε − I · r

(tensiunea la borne < t.e.m. din cauza căderii de tensiune pe rezistența internă)

---

Legea lui Ohm pentru circuitul complet

I = ε / (R + r)

R = rezistența externă (sarcina), r = rezistența internă.

Scurtcircuitul: R = 0 → I_sc = ε/r (curent maxim, periculos)

---

Gruparea rezistorilor

Serie

R_eq = R₁ + R₂ + … + Rₙ

Același curent I prin toți. Tensiunile se adună: U = U₁ + U₂ + …

Paralel

1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/Rₙ

Aceeași tensiune U la toți. Curenții se adună: I = I₁ + I₂ + …

Două rezistoare în paralel: R_eq = R₁·R₂/(R₁+R₂)

---

Legile lui Kirchhoff

Legea I (a nodurilor)

Suma algebrică a curenților în orice nod = 0:

ΣI = 0 (curenții care intră = curenții care ies)

Legea II (a ochiurilor)

Suma algebrică a căderilor de tensiune pe un ochi închis = 0:

Σ(I·R) = Σε

(parcurgi ochiul într-un sens ales; căderi de tensiune pe rezistori, t.e.m. cu semn în funcție de sens)

---

Puterea și energia electrică

Puterea disipată pe un rezistor:

P = U · I = I²·R = U²/R [W]

Energia electrică:

W = P · t = U · I · t [J]

Efectul Joule-Lenz: energia electrică disipată pe rezistor = căldură degajată

Q = I²·R·t [J]

---

Curentul alternativ (c.a.)

Tensiunea și curentul variază sinusoidal:

u(t) = U₀ · sin(ωt), i(t) = I₀ · sin(ωt)

Valorile efective (RMS):

U_ef = U₀/√2 ≈ 0,707 · U₀

I_ef = I₀/√2

La rețeaua din România: U_ef = 230 V, f = 50 Hz → U₀ ≈ 325 V

Puterea activă în c.a.:

P = U_ef · I_ef · cosφ (cosφ = factorul de putere)

Pentru rezistori puri: cosφ = 1 → P = U_ef · I_ef = U_ef²/R

---

La examen

• Legea lui Ohm: U = RI — simplu dar atenție la ce e în serie cu ce
• La grupări mixte: dezasamblează circuitul pas cu pas (rezolvă paralele → înlocuiește cu echivalent → rezolvă serie)
• Kirchhoff: alege sensuri pentru curenți și stai pe ele; dacă iese negativ, curentul e invers față de ce ai ales
• Tensiunea la borne: U_borne = ε − Ir (< ε când curentul iese din sursă)
• La c.a.: folosește valorile efective în toate calculele de putere și energie