Aparate elecrice de conectare si proectie

Aparatele electrice de conectare sunte aparate care au destinatie asigurarea inchiderii circuitelor (pentru alimentarea consumatorilor cu energie elecrtica).
Aparatele de protectie sunt aparate care protejeaza  circuitele in care se monteaza atunci cand marimile electrice ale circuitelor nu se incaderaza in valorile admise.Cele mai utilizate aparate de protectie sunt sigurantele fuzibile.
Intrerupatoare:
 Un întrerupător automat este un comutator electric automat destinat să protejeze circuitele electrice împotriva scurtcircuitelor, astfel încât circuitul protejat să nu sufere stricăciuni din cauza efectelor termice provocate de un curent mai mare decât cel nominal. Spre deosebire de siguranţele electrice fuzibile, care după fiecare declanşare trebuie înlocuite (deoarece se arde fuzibilul), întrerupătoarele automate trebuie doar reanclanşate manual după înlăturarea defectului sau încetarea stării de suprasarcină, aceasta deosebindu-le de siguranţele automate care reanclanşează singure în cazurile menţionate. Întrerupătoarele automate există într-o largă diversitate de mărimi, de la întrerupătoare miniatură până la întrerupătoare de foarte mari dimensiuni, folosite la tensiuni foarte înalte (e.g. 400kV). Numărul de poli poate fi 1, 1+N, 2, 2+N, 3, 3+N,4P

Releul magnetic şi releul termic

Curba de funcţionare a unui întreruptor automat cu protecţie magnetică şi termică

Întreruptoarele au în construcţie un releu electromagnetic, care comandă declanşări foarte rapide în caz de scurtcircuit, care este, de altfel, şi funcţia principală a întreruptoarelor. Curentul releului este reglabil, şi se alege mai mare decât al supracurenţilor temporari de scurtă durată, cum ar fi cei ce apar la pornirea motoarelor electrice.
Întreruptoarele sunt fi prevăzute şi cu un releu termic. Acesta funcţionează pe principiul termo-bimetalului, oferind o protecţie temporizată la deschidere, în funcţie de suprasarcină.
Întreruptoarele automate pot fi prevăzute şi cu releu de detecţie al curenţilor reziduali, numită şi protecţie diferenţială, care detectează posibilele scurgeri de curent spre exteriorul circuitului. Această protecţie măsoară suma curenţilor prin cele trei faze, care în condiţii normale trebuie să fie zero, orice altă valoare (peste un anumit prag reglabil) ducând la alarmare sau întreruperea circuitului.
Deşi întreruptoarele pot avea şi funcţia de pornire/oprire a consumatorului, acest regim de funcţionare nu este recomandat, deoarece, constructiv, din cauza arcului electric (provocat între contactele sale metalice - la deschidere- şi care dezvoltă multă căldură), ele sunt concepute pentru un număr redus de comutări.

Arcul electric

În primele momente ale unui scurtcircuit sau al unei stări de suprasarcină (neadmisibilă), întreruptorul şi circuitul protejat sunt străbătute de un supracurent mult peste cel nominal. Când se deschid contactele întreruptorului, între ele se formează un arc electric. Rolul de stingere a acestui arc revine camerei de stingere a întrerupătorului. Întreruptoarele automate folosite la tensiuni mari au ca mediu de stingere a arcului electric: vidul, gaze inerte, (hexafluorura de sulf – SF₆ un gaz puternic electronegativ) sau uleiul dielectric.
Întreruptoarele moderne sunt construite cu limitare de curent (curent maxim admisibil), astfel că în cazul unui scurtcircuit sau suprasarcini neadmisibile, curentul nu poate atinge valoarea maximă teoretică. Curentul maxim pe care îl poate întrerupe un întreruptor poartă numele de capacitate de rupere. În caz de depăşire a acestui curent, întreruptorul, deşi declanşează, datorită puterii electrice excesive conduse prin circuit este posibil să nu reuşească să stingă arcul electric format între contactele sale, curentul de scurtcircuit (sau cel limitat) circulând în continuare, putându-se produce avarii serioase în instalaţia protejată, respectiv el însuşi se poate defecta sau îşi micşorează considerabil durata de viaţă.

Curentul nominal

Standardul internaţional IEC 60898-1 defineşte curentul nominal (I_n) al întrerupătoarelor automate de uz casnic ca fiind curentul la care acesta poate funcţiona neîntrerupt (la o temperatură ambiantă de 30 °C). Valorile uzuale ale curentului nominal al întrerupătoarelor sunt: 6A, 10A, 16A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, 80A, 100A, 160A, 250A, 400A, 630A, 800A, 1000A, 1250A, 1600A, 2500A, etc. Din punct de vedere al curentului magnetic (I_m), întrerupătoarele sunt din categoria „B” (I_m = 3÷5 I_n), „C” (I_m = 5÷10 I_n) sau „D” (I_m = 10÷20 I_n).
La alegerea unui întrerupător trebuie să respecte criteriile de selectivitate, adică să nu întrerupă, în caz de defect, înaintea unui alt întrerupător situal în aval, şi nici după unul situat în amonte. Selectivitatea poate fi de curent sau de timp.Priza este un dispozitiv de conectare cu ajutorul căruia se realizează legătura electrică a unui receptor mobil la o reţea electrică prin intermediul unei fişe de curent. Este un orificiu, cu un dispozitiv de obturare sau de reglare, făcut în peretele unei încăperi, al unui generator, al unei conducte etc., prin care se realizează legătura electrică.

Circuite elecrtice simple

Contactul electric este ansambul compus din doua piese metalice (piese de contact) a caror atingere permite trecerea curentului elecrtic.
Un circuit electric este o reţea electrică în buclă închisă ce include componente electrice şi (evtl. electromecanice), realizându-se astfel o cale închisă (cu dus şi întors) pentru curentul electric. Principial, d.p.d.v. electric o reţea este o conexiune dintre două sau mai multe componente, şi poate fi şi deschisă, nu neapărat un circuit închis.
Reţelele electrice, care se compun din surse de tensiune sau de curent, elemente liniare (rezistori, capacităţi - condensatori, inductori) şi elemente liniar distribuite (linii de transmisie a energiei), pot fi analizate prin metode algebrice pentru determinarea răspunsului în DC (curent continuu), în AC (curent alternativ), sau şi în regim tranzitoriu. Aceste reţele sunt numite reţele electrice analogice (liniare).
O reţea care în plus conţine şi componente electronice active se numeşte circuit (reţea) electronic. Aceste reţele pot fi liniare, neliniare (digitale) sau combinate, şi necesită un design şi o analiză mai complexă. În zilele noastre circuitele electrice şi electronice au atins un grad extrem de complexitate, cât şi de miniaturizare.
Pentru a construi un circuit electric, fie analogic fie digital, inginerii electricieni calculează tensiunile şi curenţii în toate punctele circuitului. Circuitele liniare, care sunt circuite care au la intrare şi la ieşire aceeaşi frecvenţă, pot fi analizate folosind teoria numerelor complexe. Circuitele neliniare pot fi analizate în mod satisfăcător doar cu ajutorul computerului, folosind programe specializate. Există însă şi tehnici de estimare.
Limbajele de programare pentru simularea circuitelor, aşa cum ar fi VHDL sau PSPICE, permit inginerilor proiectarea circuitelor într-un timp scurt şi cu costuri reduse, în acelaşi timp eliminând erorile uzuale.
Elemte pasive de circuit sunte acele elemente care intra in componenta circuitelor elecrice si au rol de consumatori.
Rezistoarele sunt elemente de circuit de limitare a curentului elecrtic.

Definiţia componentei electronice: o realizare distinctă, caracterizată de mai multe proprietăţi fizice, cu carcater monolitic (deci fără posibilitatea descompunerii în alte elemente utilizabile în construcţia aparatelor electronice).

Clasificarea lor se poate face după mai multe criterii:

1.Capacitatea de a transforma energia electrică de curent continuu în energie de curent alternativ

2.Natura purtătorilor de sarcină ce participă la conducţia electrică din componentă

Componentele pasive nu permit, numai prin funcţionalitatea lor, transformarea energia de curent continuu în energie de curent alternativ. Ca o consecinţă cu ele nu se poate realiza amplificarea în putere a semnalelor variabile. Exemple: rezistorul, condensatorul, bobina, dioda, etc.

Componentele active permit transformarea energiei de curent continuu în energie de curent alternativ. Această proprietate permite să se obţină amplificarea semalelor variabile în putere. Exemple: tranzistoare, tiristoare, etc.

Definiţia componentei electronice: o realizare distinctă, caracterizată de mai multe proprietăţi fizice, cu carcater monolitic (deci fără posibilitatea descompunerii în alte elemente utilizabile în construcţia aparatelor electronice).

Clasificarea lor se poate face după mai multe criterii:

1.Capacitatea de a transforma energia electrică de curent continuu în energie de curent alternativ

2.Natura purtătorilor de sarcină ce participă la conducţia electrică din componentă

Componentele pasive nu permit, numai prin funcţionalitatea lor, transformarea energia de curent continuu în energie de curent alternativ. Ca o consecinţă cu ele nu se poate realiza amplificarea în putere a semnalelor variabile. Exemple: rezistorul, condensatorul, bobina, dioda, etc.

Componentele active permit transformarea energiei de curent continuu în energie de curent alternativ. Această proprietate permite să se obţină amplificarea semalelor variabile în putere. Exemple: tranzistoare, tiristoare, etc.

Rezistorul este o piesă componentă din circuitele electrice şi electronice a cărei principală propietate este rezistenţa electrică. Rezistorul obişnuit are două terminale; conform legii lui Ohm, curentul electric care curge prin rezistor este proporţional cu tensiunea aplicată pe terminalele rezistorului (). Cel mai important parametru al unui rezistor este rezistenţa sa electrică, exprimată în ohmi.

Rezistoarele sunt complet caracterizate prin relatia intre tensiunea la borne si intensitatea curentului prin element, atunci când dependenţa U=f(I) este liniară. Rezistoarele se pot clasifica dupa mai multe criterii.

Dupa materialul folosit, se realizează: rezistoare din metale sau aliaje metalice (sarme sau benzi); rezistoare peliculare, (pelicule depuse pe un suport izolat); rezistoare cu lichid, bazate pe rezistenta unui strat de lichid intre două plăci metalice cufundate in lichid.

Un rezistor variabil este un rezistor a cărui rezistenţă electrică poate fi ajustată prin deplasarea mecanică a unui contact electric intermediar; cel mai adesea rezistoarele de acest tip au trei terminale: capetele rezistorului (între care rezistenţa este maximă şi constantă) şi conexiunea la contactul mobil.

În circuit, rolul rezistorului poate fi:

• -producerea tensiunii dorite între două puncte din circuit;
• -producerea curentului dorit printr-o altă piesă a circuitului;
• -divizarea unei tensiuni într-un raport fix (circuit divizor de tensiune);
• -terminarea unei linii de transmisie.

Materiale utilizate in electrotehnica si electronica.

Electrotehnica este stiinta care studiaza fenomenele electrice si magnetice din punctul de vedere al aplicatiilor lor in tehnica.
Electronica este stiinta care studiaza fenomenele legate de miscarea in diferitemedii a particulelor incarcate electric; totodata, electronica studiaza si constructia dispozitivelor si aparatelor care functioneaza pe baza acestor fenomene.

1.Materiale conductoare
Materialele conductoare sunt materiale care curentul electric.

1. Caracterizarea materialelor conductoare

Conductoarele sunt materiale la care conductivitatea electrica, , depaseste valoarea de 10⁸ (Wm)^-1. Ele se pot clasifica dupa mai multe criterii.

Dupa tipul de purtatori de sarcina:

-          cu conductivitate electronica;

-          cu conductivitate ionica.

Din prima categorie fac parte metalele, grafitul etc., iar din a doua electrolitii (solutii ale acizilor, hidratilor si sarurilor etc.). Conductivitatea celor din urma este mult mai mica decat a primelor.

Dupa starea de agregare:

-          conductoare solide;

-          conductoare lichide - metale topite si electroliti;

-          conductoare gazoase – gaze in stare de plasma.

Dupa valoarea conductivitatii si dependenta ei de temperatura:

-          conductoare obisnuite;

-          supraconductoare.

2.Materiale conductoare nemetalice
Electrolitii sunt materiale in stare lichida care conduc curentul electric si care, in cursul acestui proces, sufera modificari chimice.
 Introducere Conceptul de materiale nemetalice includ o gamă largă de materiale, cum ar fi materiale plastice, compozite, materiale din cauciuc, adezivi, acoperiri, lemn, precum si sticla silicat, ceramica si altele. Materiale nemetalice nu sunt doar substitute pentru metale dar, de asemenea, utilizat ca un independent materiale, uneori chiar esențiale. Anumite materiale au rezistență mecanică mare o, luminozitate, rezistenta termica si chimica, caracteristici de înaltă electroizolante, transparență optică și m. P. deosebit de prelucrabilitate remarcat materiale nemetalice. Baza materialelor nemetalice sunt polimeri, în special sintetic. Utilizarea de materiale nemetalice oferă eficiență economică semnificativă.
Materiale conductoare metalice.
Înțelegere. Printre materiale solide conducătoare nemetalice avea cea mai mare valoare bazate pe materiale de carbon (produse electrice cărbune, prescurtată electro-produs). Prin produse electro-utilizate în inginerie electrică și tehnologie, de comunicații, includ: perii electrice de colectoare electrice, Elektrougli utilizate în lămpi și cuptoare electrice, electrozi - in celule galvanice, membrane de carbon, pulberi de carbon. Din cărbune face rezistențe de înaltă impedanță, protecție la supratensiune pentru rețele de telefonie; produse de cărbune utilizate în vehicul electric. Materia primă pentru producția de produse carbonice electrice pot fi utilizate de negru de fum, grafit sau grafit gri. Pentru electrozii tija zdrobite masă cu un liant, care este folosit ca gudron de cărbune, și uneori sticlă de apă, presat prin muștiuc. Mult mai multe forme complexe sunt realizate în forme relevante. Proces de ardere de cărbune sunt goale. Arderea determină forma în care carbonul din produsul va fi. La temperaturi ridicate atins prin transfer carbon grafit artificial în formă, în care o astfel de proces este numit grafitirovaniya. Electrice și cărbunele este, de asemenea, utilizat sub formă de pulbere, de exemplu, la fabricarea de microfoane, și perii care sunt utilizate pe scară largă în...

3.Materiale semiconducatoare
Materialele semiconductoare sunt acele materiale care permit trecerea curentului electric in conditii speciale si numai daca primesc energie din exterior.

Materialele semiconductoare sunt izolatoare la zero absolut dar conduc electricitatea, într-o anumita măsură, la temperatura camerei. Proprietatea definitorie a materialului semiconductor este aceea că poate fi dopat cu impurităţi care îi alterează,într-un mod controlabil, proprietăţile electronice.
Din cauza faptului că materialele semiconductoare sunt elemente esenţiale ale dispozitivelor electronice precum tranzistorul şi laserul cu semiconductori, activitatea de cercetare pentru descoperirea unor noi materiale semiconductoare şi de îmbunătăţire a celor existente este un domeniu de cercetare important în cadrul disciplinei Ştiinţa Materialelor.
Cele mai utilizate materiale semiconductoare sunt materialele solide cristaline anorganice. Aceste materiale pot fi clasificate în funcţie de grupele tabelului periodic în care se încadrează fiecare element chimic comp
4.Materiale izolatoare
Materialele izolatoare sunt caracterizate de proprietatea de a nu conduce curentul electric.