REGIMUL ELECTROCINETIC STATIONAR (REGIMUL CIRCUITELOR DE CURENT CONTINUU)- Definire, caracterizare, legi si teoreme specifice

Se numeste regim electrocinetic stationar, regimul circuitelor electrice parcurse de curent de conductie continuu, caracterizate local prin legea conductiei electrice:

Spre deosebire de regimul electrostatic, caracterizat prin conditia de echilibru electrostatic, , in cazul regimului electrocinetic stationar aceasta relatie nu mai este respectata, datorita circulatiei curentilor electrici de conductie.

Regimul electrocinetic stationar - numit, in mod obisnuit, regimul circuitelor electrice de curent continuu (c.c.) - se caracterizeaza prin urmatoarele aspecte:

- conductoarele sunt parcurse de curentii stationari (densitatea de curent J este acelasi in fiecare punct al unui conductor aflat in regim de conductie);

- au loc schimburi energetice cu exteriorul;

- conductoarele sunt omogene, neaccelerate sau accelerate (cazul masinilor rotative de c.c.).

Principalele teoreme si legi caracteristice regimului circuitelor de c.c. sunt:

a. Teorema continuitatii liniilor de curent

Forma integrala:

.

Consecintele principale ale acesteia sunt:

- densitatea de curent are numai componenta tangentiala in conductoare ()

- la suprafata de separatie a doua conductoare parcurse de curent electric de conductie componentele normale ale densitatii de curent se conserva:

.

Pe baza acestei teoreme se pot trage urmatoarele concluzii:

conductoarele electrice se comporta ca niste tuburi de linii de curent;

- curentii care intra intr-o suprafata inchisa sunt egali cu cei care ies din suprafata, primii fiind luati, prin conventie, cu semnul (-), iar ceilalti cu semnul (+);

- liniile de curent nu au nici inceput, nici sfarsit; curentul electric se mentine numai in circuite inchise.

b. Legea transformarii energiei in conductoare parcurse de curent electric de conductie:

care pune in evidenta efectul Joule - Lenz, de transformare ireversibila a energiei electrice de conductie in caldura.

c. Legea conductiei electrice (legea lui Ohm):

- sub forma locala

si:

- sub forma integrala

Pentru cazul unei laturi pasive de circuit.

d. Teorema potentialului electric stationar (consecinta a legii inductiei electromagnetice);

cu consecintele acesteia:

- campul electric in conductoarele parcurse de curent electric stationar este de natura potentiala, ca si in regim electrostatic, deci provine dintr-un potential:

;

- circulatia campului electric de-a lungul unui traseu intre doua puncte ale unui conductor in regim de conductie stationar (si cvasistationar) este egala cu diferenta de potential dintre cele doua puncte si nu depinde de drum:

Marimea se numeste tensiunea electrica dintre cele doua puncte.

Aproximatiile teoriei circuitelor de curent continuu. Topologia circuitelor

La studiul regimului circuitelor de curent continuu se fac urmatoarele aproximatii, pentru simplificarea calculelor:

a. Circuitele sunt realizate cu conductoare filiforme, d<<l, unde d este diametrul conductorului, iar l - lungimea circuitului.

b. Circuitele electrice sunt considerate ca fiind liniare. Aceasta trasatura este exprimata prin legea lui Ohm: .

Astfel, in fiecare punct, M , al caracteristicii liniare U(I) se poate scrie:

respectiv

.

Constanta k este data de raportul scarilor utilizate pentru realizarea graficului:

.

Se face precizarea ca marimile de stare si parametrii caracteristici circuitelor de c.c. se noteaza in mod obisnuit cu litere mari: U, I, E sau U_e si R, G.