Fizica 8 Tensiunea electrică

Tensiunea electrică

Generatoarele electrice (sursele electrice) sunt dispozitive care au rolul de a produce și de a menține curentul electric printr-un circuit, adică asigură deplasarea purtătorilor de sarcină electrică prin circuit. Ele efectuează un lucru mecanic asupra acestor purtători pentru a-i deplasa.

Tensiunea electromotoare (prescurtată t.e.m., cu simbolul E) a unei surse reprezintă mărimea fizică scalară care măsoară lucrul mecanic efectuat de sursă (Ltotal) pentru deplasarea unității de sarcină electrică (q) de-a lungul întregului circuit.

Unitate de măsură în S.I pentru tensiunea electrică este voltul (V).

Lucrul mecanic total efectuat de sursă pentru a deplasa sarcina q prin întreg circuitul este egal cu lucrul mecanic exterior efectuat de sursă pentru a deplasa sarcina q prin circuitul exterior (Lext) și lucrul mecanic efectuat de sursă pentru a deplasa sarcina q prin circuitul interior al sursei (Lint).

Tensiunea electrică la borne (cu simbolul Ub) este mărimea fizică scalară care măsoară lucrul mecanic efectuat de sursă (Lext) pentru deplasarea unității de sarcină electrică (q) de-a lungul circuitului exterior.

Tensiunea internă (cu simbolul u) este mărimea fizică scalară care măsoară lucrul mecanic efectuat de sursă (Lint) pentru deplasarea unității de sarcină electrică (q) de-a lungul circuitului interior.

Astfel obținem relația dintre cele trei tensiuni electrice ale unui circuit electric:

Caracterizarea tensiunii electrice ca mărime fizică:

Atunci când legăm în paralel voltmetrul la bornele sursei, cu circuitul deschis, măsurăm tensiunea electromotoare a sursei (E).

La închiderea întrerupătorului, atunci când legăm în paralel voltmetrul la bornele sursei, cu circuitul închis, măsurăm tensiunea la bornele circuitului exterior (Ub).

Atunci când legăm în paralel voltmetrul la bornele becului, cu circuitul închis, măsurăm tensiunea la bornele becului (Ubec).

Relația care exprimă bilanțul tensiunilor într-un circuit este:

E = Ub + u

Experimental se poate determina numai tensiunea electromotoare a sursei (E) și tensiunea la bornele circuitului exterior (Ub).

Tensiunea internă (u) se determină din formula tensiunilor:

u = E - Ub

Observație:

Pe orice consumator scrie tensiunea lui nominală, pentru care a fost construit.

Dacă alimentăm consumatorul la o tensiune mai mică decât cea înscrisă pe el, el va funcționa mai slab.

Orice consumator trebuie alimentat la o tensiune egală cu cea nominală, pentru o funcționare normală (optimă).

Dacă alimentăm consumatorul la o tensiune mai mare decât cea înscrisă pe el, el se poate deteriora.

Observație

Dacă alegem două puncte oarecare ale unui circuit electric, 1 și 2, tensiunea electrică între acestea este egală lucrul mecanic efectuat de sursă (L12) pentru deplasarea unității de sarcină electrică ( q ) între aceste două puncte.

Diferența de potențial dintre 2 puncte:

Bateriile de buzunar au diferite tensiuni electromotoare.