MICHAEL FARADAY
La 22 septembrie 1791,la Newington Butts,linga Londra,familia unui fierar sarac,James Faraday,a sporit cu inca un fiu:Michael.La scoala el a invatat doar sa scrie, sa citeasca si sa socoteasca. Fiind un copil slabut, n-a putut face fata muncilor grele din fierarie. In 1804,la virsta de numai 13 ani,a izbutit cu greu sa fie angajat ucenic la un librar,care in acelasi timp era si legator de carti. Un eveniment de seama in viata lui Faraday a fost audierea lectiilor cunoscutului chimist Davy,pe care Faraday le-a expus apoi in rezumat in fata prietenilor sai.Faraday simtea sa-si consacre tot timpul invataturii si stiintei.Nazuia sa lucreze la Institutul Regal,a carei activitate stiintifica o conducea Davy,dar nu stia ce sa faca pentru a ajunge acolo. La 25 de ani Faraday a publicat pentru prima oara rezultatele unei lucrari efectuate de el. In 1836 a trebuit sa plece sa-si ingrijeasca sanatatea in conditiile unui repaus complet in Elvetia. Dar si atunci nu-si putea opri mintea sa lucreze.In jurnalul sau aminteste ca tocmai in timp ce admira peisajul cu ghetari si zapezi ce se topeau in zilele de sfirsit de iarna petrecute in Elvetia I-a venit ideea explicatiei teoretice a inductiei electrice.
La 25 august 1867 a murit acela care,dupa caracterizarea data de F.Engels si pe deplin confirmata in istorie ,a fost 'A fost cel mai mare cercetator in domeniul electricitatii'. Dar roadele muncii sale titanice,experimentale si teoretice,traiesc astazi atit in nenumaratele aplicatii ale electrificarii,care contribuie hotiritor la eliberarea oamenilor de o mare povara eforturilor fizice cit si in cele mai inaintate cercetari teoretice ale fizicii cimpului,care lasa sa se intrevada orizonturile unui progres nelimitat al cunoasterii umane si al tehnicii. Marele fizician englez a facut mari descoperiri experimentale, fundamentale in electricitate:-inductia electromagnetica(1831);
-legile electrolizei(1833);
-autoinductia(1834);
-liniile de forta electrice si dielectrice(1837-1838);
-schimbarea planului de polarizare a luminii sub actiunea unui cimp magnetic(1845);
-descoperirea diamagnetismului si paramagnetismului(1846)
In secolul al XX-lea,Faraday exprima in mod clar convingerea ca:'orice fenomen care depinde de puterile materiei anorganice si,poate,chiar de cele mai multe dintre puterile legate de viata vegetala si animala este subordonat electricitatii'. Iar in cadrul fenomenelor electricitatii, arata Faraday,inductia'are cea mai mare influenta generala asupra fenomenelor electrice,ea pare sa fie legata de fiecare din ele si are in realitate caracterul unui principiu prim,esential si fundamental.' In urma a numeroase experiente,Faraday a stabilit ca nu se poate electriza un corp cu un fel de electricitate fara ca,prin inductie,sa se produca si celalalt fel de electricitate.Aceasta l-a dus la convingerea ca exista o strinsa legatura intre inductie si faptul,constatat experimental si de alti oameni de stiinta,ca in fenomenele electrice sunt prezente intotdeauna doua feluri, doua forme ale electricitatii, opuse si totodata inseparabile. Concepind fenomenele electrice in mod dialectic,ca o unitate a contrariilor, Faraday vedea tocmai in inductie acel factor care asigura unitatea celor doua forte,forme sau sensuri ale electricitatii,aparitia si existenta lor inseparabila.
Inductia unui camp magnetic uniform este o marime fizica vectoriala, al carei modul este egal cu raportul dintre forta cu care acel camp magnetic actioneaza asupra unui conductor rectiliniu, perpendicular pe liniile campului magnetic, si produsul dintre intensitatea curentului din conductor si lungimea conductorului, aflat in campul magnetic
Unitatea de masura a inductiei magnetice in SI se numeste tesla, cu simbolul T:
.
Un camp magnetic uniform are inductia de 1T daca exercita o forta de 1N asupra fiecarui m din lungimea unui conductor, perpendicular pe camp, parcurs de un curent cu intensitatea de 1A.
Un obiectiv separat al cercetarilor lui Faraday era de a explica fenomenul magnetismului rotational descoperit de Arago. In acest scop el a realizat o noua masina electrica,folosind magnetul Societatii Regale.Un disc de cupru,fixat intr-un ax de bronz,montat astfel incit sa poata fi rotit in diferite pozitii fata de polii magnetului,era legat la un galvanometru prin doi conductori:unul pleca de la axul discului celalalt de la un colector care era apasat cu mina pe marginea discului.In clipa cind discul a fost rotit,acul galvanometrului a deviat si devierea s-a mentinut tot timpul cit a durat invirtirea discului,fiind mai mare sau mai mica,dupa iuteala cu care era rotit discul. Aceasta experienta a dovedit pe deplin ca miscarea mecanica produce curenti indusi.Aparatul-un adevarat transformator al energiei mecanice in energie electrica-este prototipul generatorului de curent continuu(dinamul). La sfirsitul memoriului din 24 noiembrie 1831 Faraday da si explicatia fenomenului descoperit de Arago:in discul metalic invirtit in apropierea acului magnetic sau a unui magnet ce se poate roti in jurul axului,deci care taie liniile de forta magnetice,se produc curenti electrici indusi.La rindul lor, curentii electrici indusi in disc si acul sau magnetul alcatuiesc un motor electric:de aceea are loc si incirtirea acului sau a magnetului. Se poate trage deci concluzia ca pina in 1831 Faraday a facut descoperiri de importanta principala,care in asamblu alcatuiesc cea mai mare parte din bazele electrotehnicii.
Curentul alternativ isi schimba directia de 50 de ori pe secunda.Unele motoare au un rotor alimentat cu curent prin un comutator,Insa la majoritatea motoarelor, rotorul nu este conectat,el functionand pe baza inductiei.Curentul alternativ care circula prin fluxurile statorului produc un camp magnetic.Acest camp mobil produce un camp in fluxurile rotorului, magnetizandu-l.Astfel,el se roteste. Rotorul poate fi prelucrat din bare de cupru sau de aluminiu,conectate la capete la doua inele metalice.
Daca se foloseste un comutator,ca si la un motor cu curent continuu, acesta va inversa in permanenta conexiunile dintre bobina si perii,fenomen care va contracar alternatiile tensiunii din bobina,avand ca rezultat generarea de curent continuu in loc de alternativ. Pentru generarea campului magnetic necesar, majoritatea dinamilor sunt prevazuti cu un electromagnet;miezul acestuia este slab magnetizat, dar campul produs este suficient pentru ca motorul sa genereze energie.O parte din curentul generat este trecut prin spirele electromagnetului,pentru a mari puterea campului electromagnetic si pentru a creste puterea electrica. Unele tipuri de alternatori, cum este cel de la motorul autoturismelor genereaza curent continuu deoarece au in componenta lor rectificatori. La majoritatea tipurilor de alternatori,incepand cu cei din componenta motorului masinilor,bobinele sunt folosite atat la rotor, cat si la stato,campul magnetic fiind generat de rotor. Un flux relativ mic de curent este trecut prin campul magnetic,prin perii si inele la rotor iar restul este absorbit direct din stator.In acest mod se evita pierderile de curent sau aprinderea unor scantei care s-ar produce daca curentul generat ar fi preluat din rotor prin perii si inele de cupru.
TRANSFORMATORUL DE RETEA
Transformatoarele de retea sunt necesare pentru obtinerea tensiunilor alternative care se redreseaza in alimentatoare, sau in aparatele cu tuburi electronice. Tinand seama si de necesitatea de izolare desavarsita a montajelor de reteaua de curent alternativ, folosirea transformatoarelor de retea este singura posibilitate de adoptat pentru evitarea unor accidente prin electrocutare, sau a deteriorarii altor aparate.
Transformatorul de curent functioneaza ca orice transformator, curentii din infasurarile primar si secundar fiind legati de relatia:
i S NS = i P NP (4)
unde
iP = curentul din primar;
iS
= curentul din secundar;
NP
= numarul de spire din primar;
NS
= numarul de spire din secundar (fig. 11B).
Curentul din primar induce in secundar un curent care este transformat de rezistenta de sarcina RL intr-o tensiune (fig. 11C). In aplicatiile tipice ale transformatorului de curent secundarul are mai multe spire decat primarul care de obicei are o singura spira. Astfel curentul din secundar are valori substantial mai mici si mai usor de masurat decat cele din primar.
Un transformator de curent ideal nu apare ca o sarcina inductiva, asa cum apare senzorul de curent cu efect Hall, ci ca un rezistor in serie cu infasurarea primara. Valoarea acestui rezistor este data de relatia:
RP = RS (NP / NS)2
Rezistenta parazita produce in circuitul primar o cadere de tensiune la fel ca o rezistenta reala de aceasi valoare in serie cu primarul.
Internet
"Caleidoscop de electronica" de George Oprescu
Manual Fizica cl. a VIII-a
Referat
Stanescu Mihai clasa a VIII-a D
