Electronică

  • Acasă
  • Curentul electric
  • Componente
  • Semiconductoare

Curentul electric

1. Curentul continuu

Curentul electric constă în deplasarea unor particule mici încărcate electric în interiorul corpurilor solide, lichide sau gazoase.

Materia este formată din mici particule numite atomi. Acești atomi sunt ei înșiși compuși din particule mai mici numite electroni, care se învârtesc în jurul unui nucleu central compus dintr-unul sau mai mulți protoni și neutroni. Electronii sunt particule negative, în timp ce protonii sunt pozitivi, iar neutronii sunt neutri.

În interiorul metalelor curentul electric constă în deplasarea electronilor, care trec de la un atom la altul. Corpurile în care există electroni liberi, capabil să se deplaseze între atom, se numesc conductoare (metalele, cărbunele, soluțiile de săruri etc.). Celelalte corpuri, în care electronii nu se pot deplasa în acest fel, se numesc izolanți sau dielectrici (aerul și alte gaze în condiții normale, materialele plastice, sticla, porțelanul, cauciucul, țesăturile textile etc.).

În fizică și în tehnică se consideră ca sens de circulație a curentului sensul opus deplasării electronilor (de la pozitiv la negativ).

1.1 Intensitatea

Intensitatea curentului se măsoară prin numărul de electroni care trect în unitatea de timp (într-o secundă) prin conductor. Unitatea de măsură pentru intensitatea curentului este amperul; când curentul are intensitatea de 1 amper, înseamnă că prin secțiunea transversală a conductorului trece, în fiecare secundă, un număr foarte mare de electroni, și anume 6,3*1017.

Menționăm că în vorbirea curentă se spune deseori "curent" în loc de "intensitatea curentului".

1.2 Tensiunea electrică

Tensiunea electrică sau diferența de potențial caracterizează deosebirea dintre "stările electrice" ale unor conductoare sau ale unor puncte diferite din același conductor, întocmai cum diferența de presiune caracterizează starea unor lichide diferite sau din locuri diferite ale unei conducte. În orice conductor curentul circulă de la capătul cu potențial înalt către cel de potențial mai scăzut. Pentru a obține curent electric constant (permanent) este necesar să fie menținută o tensiune (diferență de potențial) între capetele conductorului, cu ajutorul unei surse electrice (generator electric).

1.3 Rezistența electrică

Dacă aplicăm aceeași tensiune la capetele unor conductoare diferite, prin unele va circula curent mai intens, iar prin altele un curent mai slab. Se spune că aceste conductoare au rezistențe electrice diferite.

Rezistența unui conductor depinde de dimensiunile lui și materialul din care este confecționat. Rezistența este cu atât mai mare cu cât lungimea lui este mai mare și cu cât conductorul este mai subțire (secțiunea sa este mai mică); ea poate fi calculată cu formula:

2. Curentul alternativ

Un curent continuu circulă într-o singură direcție, în timp ce un curent alternativ (c. a.) își schimbă în mod repetat direcția.

O baterie sau o sursă de putere de c. c. oferă un curent continuu. Un generator de semnal sau o priză livrează un curent alternativ.

2.1 Unde sinusoidale

Curentul alternativ poate avea mai multe forme. Acestea se numesc forme de undă. Forma de undă cea mai comună este cea sinusoidală (prezentată în figura următoare).

Unda sinusoidală are două alternanțe egale, una pozitivă și una negativă. Valoarea de vârf este cunoscută, de asemenea, sub numele de amplitudine, sau valoarea maximă a undei sinusoidale.

2.2 Forme de undă

Variația tensiunii sau a curentului în timp se poate reprezenta sub forme de undă.

Curentul continuu fiind constant, forma de undă care îl reprezintă este o linie dreaptă ((a)). Pe de altă parte, curentul alternativ poate avea numeroase forme. Formele de undă pentru curentul alternativ variază între o valoare maximă și o valoare minimă, apoi din nou la valoarea maximă și așa mai departe. Prin urmare, ele sunt forme de undă repetitive ((b)).

Câteva astfel de forme de undă sunt reprezentate în figura 3.2.

2.3 Ciclul

Partea din forma de undă care se repetă se numește ciclu al formei de undă. Privind figura următoare, dacă luăm punctul A ca început al ciclului, punctul B va fi sfârșitul acelui ciclu și începutul următorului. Partea formei de undă de la A la B se repetă și este deci un ciclu al formei de undă.

2.4 Frecvența

Numărul care arată de câte ori se repetă un ciclu într-o secundă se numește frecvența formei de undă sau frecvența undei. Unitatea de măsură pentru frecvență este 1 Hertz (Hz).
De exemplu, dacă o undă se repetă o dată pe secundă, frecvența ei este de 1 Hz.