Electrotehnica ca disciplina stiintifica se ocupa cu studiul starilor si fenomenelor electrice, magnetice si electromagnetice, iar ca disciplina tehnica, cu studiul aplicatiilor practice ale acestor stari si fenomene.
Pentru a sublinia importanta insusirii cunostintelor din domeniul electronicii, este necesar sa se arate ca forma de energie cea mai utilizata in diferite domenii este energia electrica.
Centralele electrice producatoare de energie sunt de mai multe tipuri: termoelectrice, hidroelectrice, atomoelectrice etc. In conditiile actuale de dezvoltare ale tehnicii, centralele producatoare de energie electrica constituie unitati puternice, cu puteri de ordinul a sute si mii de megawatt, incadrate in sisteme energetice unice, nationale sau internationale, permitand valorificarea avantajoasa a resurselor energiei naturale.
Centralele termoelectrice, amplasate in apropierea resurselor naturale de combustibili solizi si fluizi, permit utilizarea rationala a acestora, mai ales a celor inferiori, care nu pot fi utilizati cu acelasi randament in alte scopuri, economisindu-se totodata costul transportului lor. De asemenea, centralele termoelectrice amplasate in centre industriale permit realizarea in conditii economice a instalatiilor de termoficare atat a unitatilor de productie, cat si a cladirilor de locuit.
Centralele hidroelectrice folosesc energia inepuizabila a caderilor de apa si permit amenajarea hidrotehnica si de navigatie a cursurilor de apa.
Centralele atomoelectrice constituie unul din mijloacele eficiente de folosire in scopuri pasnice a imensei energii continute de atomul material. Intrucat sursele de combustibili fosili (carbune si titei) ale pamantului sunt epuizabile, energia atomica va fi cea careia ii revine rolul de a asigura, in cea mai mare parte, consumul de energie al omenirii in viitor.
In prezent, in toate sectoarele de activitate se foloseste, in cele mai diverse moduri, energia electrica. Motoarele electrice de actionare a diferitelor utilaje, masini si mijloace de transport transforma energia electrica in energie mecanica, lampile electrice o transforma in energie luminoasa, cuptoarele electrice o transforma in energie termica (caldura) pentru topit, incalzit sau uscat. Daca se considera si utilizarea energiei electrice in telecomunicatii, in automatizari, in aparatele electrocasnice, rezulta domeniul foarte vast in care aceasta forma de energie isi gaseste utilizarea.
Sarcina electrica este una din proprietatile de baza ale materiei. Toate materialele sunt formate din atomi, fiecare din ei fiind compus din nucleu, care contine protoni si neutroni, si electroni plasati pe diverse orbite in jurul sau. Numarul de protoni din nucleu determina natura atomului. Daca exista un singur proton, atomul este de hidrogen; daca sunt douazeci si noua, atomul este de cupru; daca sunt nouazeci si doi, atomul este de uraniu. Fiecare proton are o sarcina electrica elementara egala si de semn contrar sarcinii electronului. Se considera ca sarcina protonului este pozitiva, iar sarcina electronului negativa. Neutronii nu au sarcina electrica, prezenta lor in nucleu afectand numai masa atomului. Sarcina totala a nucleului este egala cu sarcina totala a electronilor ce-l inconjoara, astfel incat atomul este neutru din punct de vedere electric.
Savantii atomisti afirma existenta mai multor particule subatomice, altele decat protonii, neutronii si electronii, noi particule fiind pe cale de a fi descoperite. Totusi, particulele de baza, descrise anterior, sunt cele care ne intereseaza in teoria simpla a electricitatii.
Un curent electric este o miscare a sarcinilor electrice. In unele materiale, electronii sunt puternic legati de nucleele lor; in altele, ei sunt mai slab legati de nuclee, astfel incat electronii aflati pe orbitele departate scapa de sub influenta nucleului, devenind liberi in material.
Atomii care au pierdut unul sau mai multi electroni au o sarcina reziduala pozitiva, fiind numiti ioni. Electronii liberi sunt sarcini negative izolate. Substantele in care exista multi electroni liberi se numesc conductoare, iar cele in care electronii sunt strans legati de atomi se numesc izolante.
Daca electronii liberi dintr-un conductor sunt facuti sa se deplaseze in aceeasi directie, miscarea lor constituie un curent electric.
Cei mai vechi cercetatori in fenomenele electrice, necunoscand interpretarea curentului ca flux de electroni, au presupus sensul curentului electric de la borna pozitiva la cea negativa a bateriei. Acesta este sensul neconventional al curentului. Fluxul de electroni este dirijat, insa, in sens invers. Deci, va trebui sa facem deosebirea intre curentul conventional si fluxul dirijat de electroni.
Electricitatea produsa de sarcini imobile se numeste statica. Prin frecarea a doua obiecte se produce un transfer de electroni de pe unul pe celalalt, astfel incat unul se incarca pozitiv, iar celalalt negativ (sistemului format din cele doua corpuri nu i s-a dat nici o alta sarcina exterioara, din care motiv sarcina pozitiva rezultanta este egala si de semn contrar cu cea negativa).
Daca unul din cele doua obiecte este un material izolant, sarcina electrica se acumuleaza pe suprafata sa. De exemplu, daca un stilou de plastic este frecat cu o bucata de stofa, el va acumula sarcina negativa si va atrage mici bucatele de hartie. Hartia se va incarca pozitiv si se va orienta spre stilou. Sarcinile electrice actioneaza similar polilor magnetici; sarcinile de acelasi semn se resping, iar cele de semne contrare se atrag. Daca un corp conductor izolat, incarcat negativ, este atins cu mana, atunci sarcina lui trece spre pamant sub forma unui curent electric foarte slab.
Cea mai veche sursa de electricitate au constituit-o masinile electostatice cu frictiune, singura forma de electricitate cunoscuta pana in secolul XVIII fiind cea statica.
Siguranta sau fuzibilul este formata dinr-un conductor subtire care se incalzeste si se topeste, deschizand circuitul, atunci cand curentul depaseste o anumita valoare. In locuinte se folosesc pentru protectia instalatiei electrice sigurante capsulate. Tot in acest scop se mai folosesc intreruptoare automate in miniatura, avand curentul de rupere mai mic de 60 A.
La o instalatie casnica mica, sigurantele sau alte dispozitive de protectie sunt plasate in trei puncte. Inainte de intrarea in contor se dispune o siguranta de 60 A pe faza liniei de alimentare. Dupa contor si intreruptorul principal urmeaza un tablou de sigurante (sau intreruptoare miniatura) de 30 A pentru fiecare circuit de putere sau grup de circuite (sigurantele de 5 A sunt suficiente, in mod obisnuit pentru circuitele de iluminare). La un circuit modern de tip buclat cu o priza de iesire de 13 A, fiecare fisa a consumatorilor electrici are propria sa siguranta adecvata acestuia. Intr-un astfel de circuit, un consumator fix este conectat prin intermediul unei cutii cu sigurante, daca aceasta nu este incorporata in el.
