Retelele electrice sau circuitele ramificate sunt circuitele care contin mai multe ramificatii prin care circula curenti de diferite intensitati.
Ramificatiile determina existenta urmatoarelor elemente de baza in retea: noduri de retea; laturile retelei si ochiurile de retea. Aceste elemente pot fi identificate pe reteaua electrica din figura alaturata. Punctele A, B, C, D si F in care se
intalnesc cel putin trei curenti sunt noduri de retea. Latura retelei stabileste legatura intre doua noduri,laturile contin
consumatori si surse, de exemplu reteaua electrica din figura are urmatoarele laturi: AB, BC, CD, DF, FA si FB. Ochiul de retea
sau bucla este conturul poligonal inchis. Reteaua electrica din figura are doua bucle sau ochiuri de retea: ochiul de retea I,
care contine urmatoarele ramuri sau laturi de retea: AB, BF, FA si ochiul II de retea cu laturile de retea BC, CD, DF si FB.
Fizicianul german Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) a demonstrat, in anul 1847, doua legi pentru retelele electrice.
Prima lege a lui Kirchhoff se refera la noduri de retea si anume: daca luam prin conventie cu semnul plus intensitatile
curentilor ce intra in nod si cu semnul minus intensitatile curentilor ce ies din nod atunci prima lege a lui Kirchhoff se enunta: Suma algebrica a intensitatilor curentilor electrici din jurul unui nod este nula. De exeplu pentru nodul A al retelei din figura putem scrie relatia:
I
5 + I
12 - I
1 - I
13 = 0
n
Σ I
k = 0
k=1
Prima lege a lui Kirchhoff se mai enunta si sub forma: Suma intensitatilor curentilor care intra in nod este egala cu suma
intensitatilor curentilor care ies din acel nod.
In acest mod de enuntare prima lege a lui Kirchhoff pentru nodul considerat mai sus se scrie sub forma
I
5 + I
12 = I
1 + I
13
Prima lege a lui Kirchhoff este o consecinta a legii conservarii sarcinilor electrice, deoarece numarul purtatorilor de sarcini
electrice care intra in nod trebuie sa fie egal cu numarul purtatorilor de sarcini electrice care ies din nod, afirmatia este
adevarata numai daca in nod nu exista sursa electrica. Asadar in regim stationar, in care potentialul unui nod oarecare are o
valoare bine determinata, in acel nod nu are loc nici acumulare, nici creare de purtatori de sarcini electrice.
Daca reteaua electrica are n noduri, prima lege a lui Kirchhoff se aplica la toate cele n noduri si se obtin n ecuatii,
dintre care numai
n-1 ecuatii sunt independente, a n-a decurge intotdeauna din celelalte ecuatii.
Legea a doua a lui Kirchhoff
Se refera la ochiuri de retea si anume: De-a lungul unui ochi de retea suma algebrica a
tem este egala cu suma algebrica a caderilor de tensiune.
n n
Σ e
i = Σ I
k·R
k sau
i=1 k=1
e
1 + e
2 +...+ e
n = I
1·R
1 + I
2·R
2 +...+ I
n·R
n
Pentru a stabili corect ecuatile aplicand legea a doua a lui Kirchhoff se parcurg urmatoarele etape;
- se stabilesc sensurile intensitatilor curentilor in laturile retelei;
- se aleg in mod arbitrar sensurile de parcurs pentru fiecare ochi de retea;
- se stabilesc semnele
tem aplicand urmatoarea regula:
tem este pozitiva daca sensul de parcurs strabate sura direct de la polul negativ la polul pozitiv, in caz contrar
tem este negativa;
De exemplu, pentru ochiul I: + e
1, - e
6, + e
5,
iar pentru ochiul II: - e
2, - e
3, + e'
3, + e
6
- se stabilesc semnele caderilor de tensiune de-a lungul ochiului de retea respectand urmatoarea regula:
Produsul I
k·R
k este pozitiv daca sensul intensitatii curentului electric I
k ce strabate rezistorul de rezistenta R
k coincide cu sensul de parcurs, in caz contrar produsul I
k·R
k este negativ.
De exemplu, pentru ochiul I: + I
1·R
1, - I
6·R
6,
iar pentru ochiul II: - I
2·R
2, - I
3·R
3, - I
4·R
4, + I
6·R
6.
- Se aplica legea a doua a lui Kirchhoff pentru fiecare ochi de retea.
Pentru ochiul de retea I: e
1 - e
6 + e
5 = I
1·R
1 - I
6·R
6
Pentru ochiul de retea II: - e
2 - e
3 + e'
3 + e
6 = - I
2·R
2 - I
3·R
3 - I
4·R
4 + I
6·R
6.
Aplicand legea a doua a lui Kirchhoff pentru fiecare ochi de retea al retelei se obtin atatea ecuatii cate ochiuri de retea are reteaua electrica.
Observatie: Daca ochiul de retea nu are surse atunci suma algebrica a
tem este nula.
Retele electrice
Completeaza careul
Orizontal
1. ...prezentate se refera la retele electrice.
2. Se obtin prin legarea impreuna a cel putin trei conductori.
3. La temperaturi apropiate de zero... rezistenta electrica a unor metale si aliaje scade la zero.
4. Laturi.
5. Sens de ....
6. Legea care se refera la noduri de retea este o ... a legii conservarii sarcinilor electrice.
7. S-a nascut in anul 1824.
8. Bucla.
9. Legile prezentate se mai numesc si ....
10. Circuit cu mai multe laturi.
11. Viteza de antrenare a electronilor.
Vertical A → B A trait 63 de ani
