Relatia fundamentală dintre tensiune, curent si rezistență intr-un circuit electric sau electronic este numită Legea lui Ohm.
Toate materialele sunt construite din atomi si toți atomii sunt formați din protoni, neutron și electroni. Protonii au sarcina electrică pozitivă, neutronii au sarcina electrică neutra iar electronii au sarcina electrică negativă. Atomii sunt legați între ei printr-o forță de atracție dintre nucleul atomului și electronii de pe orbita lui.
Cand acești protoni, neutroni și electroni sunt împreună cu atomul lor, aceștia sunt fericiți si stabili. Dar daca îi separăm unii de alții aceștia vor vrea să se întoarcă în starea inițială începând să exercite un potential de atracție numit și diferență de potențial.
Dacă creem un circuit închis acești electroni liberi ( cei care sau pierdut de atomul lor ) vor începe să se mute înapoi către protoni datorită atracției, creîndu-se un flux de electroni. Acest flux de electroni este numit curent electric. Electronii nu se mișcă liber, sau mai bine zis cum vor ei, prin circuit datorită materialului din care este format circuitul. Acest material va crea o restricție mișcîrii de electroni iar această restricție se numește rezistență. În concluzie la cele spuse mai sus, orice material va opune rezistență la trecerea sau miscarea electronilor, așa că orice circuit electric sau electronic consta in trei mari mărimi legate între ele și anume: Tensiune ( V ), Curent ( I ) și rezistență ( Ohm ).
Tensiune electrică
Tensiune ( V ) este potențialul energetic a unei surse electrice inmagazinată în forma unei încărcări electrice.
Tensiune poate fi văzuta ca forța care înpinge electronii printr-un conductor; cu cât tensiunea e mai mare cu atât forța de împingere a electronilor printr-un circuit este mai mare.
Diferența de tensiune dintre 2 puncte într-un circuit este cunoscută ca diferență de potențial sau o denumire mai cunoscută este Căderea de tensiune.
Diferența de potențial dintre 2 puncte se măsoară in Volt, cu simbolul sau notația V sau v.
Cu cât este mai mare tensiunea, forîa de impingere și capacitatea de a lucra este mai mare.
O tensiune constantă în timp se numește tensiune continuuă iar o tensiune care variază periodic cu timpul se numește tensiune alternativă. Tensiunea se măsoară în volți iar un volt este definit ca forța necesară ca un curent de 1 amper să treacă printr-o rezistență de 1 ohm.
Submultiplii unui volt sunt:
Tensiunea poate să fie negativă sau pozitivă.
Bateriile sau sursele de tensiune sunt de obicei utilizate pentru a produce tensiune continuuă stabilită ca: 5V, 12V, 24V,..etc. în circuite și sisteme electronice în timp ce sursele de tensiunea alternativă sunt folosită în scop industrial, domestic ( în casă pt tv, aparate electrocasnice,..etc ), iluminat și în transmisiuni de putere.
Simbolurile pentru o sursă de tensiune sunt:
cu următoarele specificații:
a. celulă simplă ( utilizat in general pentru baterie )
b. sursă de tensioune continuuă ( simbolul cel mai des utilizat )
c. sursă de tensiune alternativă
Tensiunea poate exista într-un circuit fără a exista însă curent, dar într-un circuit nu poate exista curent electric fără să existe tensiune electrică în acel circuit. Această observație se aplică indiferent de felul tensiunii: continuuă sau alternativă.
Curentul electric
Curentul electric reprezintă mișcarea de sarcini electrice și se măsoară in amperi ( A ) și are ca simbol litera i sau I de la intensitate. Cu alte cuvinte curentul electric este mișcarea continuuă și ordonată a electronilor ( particulele sau sarcinile negative ale unui atom ) printr-un circuit, aceștia ( electronii ) fiind ” împinși” de sursa de tensiune ( sau mișcarea electronilor este generată de sursa de tensiune ).
În realitate electronii se mișcă de la terminalul negativ ( de la - ) la terminalul pozitiv ( la plus + ) al sursei de tensiune, dar pentru ușurința înțelegerii circuitului electronic s-a adoptat o convenție asupra mișcării curentului electric și anume de la terminalul pozitiv + la cel negativ - ( de la + la - )
În general, în circuitele și schemele electronice, direcția mișcării curentului este indicată printr-o săgeată și litera i sau I. Aceasta reprezentare este convențională adică de la + la - :
În circuitele electronice o sursă de curent este un element de circuit care dă o cantitate anume de curent, de ex: 1A, 5A, 10A,..etc. Simbolul unei surse de curent este:
După cum am zis, curentul se măsoară în amperi ( A ) și un amper este definit astfel : numarul de electroni ce trec printr-un punct al circuitului într-o secundă.
Submultiplii amper-ului:
- microAmper µA = 1/1000000 A
- miliamper mA = 1/1000 A
Curentul electric poate fi pozitiv sau negativ în valoare, în funcție de direcția lui .
Rezistența
Rezistența ( R ) este capacitatea unui material de a rezista sau de a se opune la trecerea curentului electric. Elementul de circuit care face asta se numește REZISTOR.
Rezistența se măsoară in OHM ( Ω ) iar multiplii sunt:
- kiloOHM kΩ = 1000 Ω
- megaOHM mΩ = 1000000 Ω
Simbolurile pentru rezistor sunt:
a. rezistor de valoare fixă.
b. rezistor de valoare fixă.
c. rezistor de valoare variabilă sau rezistor variabil.
d. rezistor de valoare variabilă sau rezistor variabil.
e. fotorezistor ( rezistor care iși modifică valoare în funcție de lumină )
Din definiție putem trage următoarele concluzii:
- rezistență mare ---- trece un curent mic.
- rezistență mică ----- trece un curent mare.
Rezistorul este catalogat ca fiind element de circuit pasiv deoarece nu poate înmagazina energie sau produce energie, dar în schimb poate absorbi energie transformând=o în căldură sau lumină.
Relația dintre tensiune ( V ) și curent (A ) într-un circuit cu rezistența constantă ( R ) este reprezentată cu o linie dreaptă ( i - v ) a cărei pantă este egală cu valoarea rezistenței :
Cu alte cuvinte :
- într-un circuit liniar cu rezistență fixă dacă creștem tensiunea, curentul va crește iar dacă micșorăm tensiunea, curentul se va micșora.
- într-un circuit liniar cu rezistență variabilă și tensiune fixă dacă mărim rezistența curentul scade iar dacă micșorăm rezistența curentul crește.
Această relație dintre curent ( A ), tensiune ( V ) și rezistență ( R ) stă la baza legii lui OHM.
