Circuite de curent continuu - Introducere
Pentru caracterizarea starii de incarcare electrica a unui corp s-a introdus notiunea de sarcina electrica, care a fost pusa in evidenta experimental la studiul mai multor efect 121h78b e sau fenomene legate de: electrizarea corpurilor, curentii electrici in corpuri solide, electroliti si gaze, efectul fotoelectric, efectul Compton, structura cristalina a solidelor, structura atomului, structura nucleului atomic etc. S-au pus in evidenta doua tipuri de sarcina, pozitiva si negativa. Prin analiza legilor electrolizei si in mod mai riguros prin experimentele lui Millikan, s-a stabilit existenta unei sarcini electrice elementare egala cu sarcina unui electron:
si s-a demonstrat structura discontinua a sarcinii electrice. Aceasta inseamna ca orice sarcina macroscopica este compusa dintr-un numar intreg de sarcini elementare. Unitatea de masura in S.I. pentru sarcina electrica este coulombul, C.
S-a
stabilit de asemenea ca sarcina electrica nu se creaza si nu se distruge,
astfel ca intr-un sistem izolat suma algebrica a sarcinilor electrice este
(5.1)
ceea ce constituie legea conservarii sarcinii electrice.
O sarcina electrica creeaza in spatiul din jurul sau o stare a materiei definita prin notiunea de camp electric, prin intermediul caruia sarcina interactioneaza cu alte sarcini. Pe vremea cand aceasta notiune nu era clara, Maxwell isi imagina campul electromagnetic drept o entitate care se propaga in spatiu, si al carei suport este ea insasi:
"Apare in mod natural intrebarea: daca ceva este transmis de la o particula la alta, aflata la o anumita distanta, ce devine acel ceva dupa ce a parasit prima particula si pana ajunge la a doua? Daca acel ceva este energia potentiala a celor doua particule, cum ne putem inchipui oare existenta acestei energii intr-un punct al spatiului care nu coincide nici cu prima particula, nici cu cealalta? Aceasta sugereaza conceperea unui mediu in care sa aiba loc propagarea si daca, prin ipoteza, admitem existenta acestui mediu, cred ca ar trebui sa ocupe un loc primordial in cercetarile noastre".
Intensitatea campului electric este o marime vectoriala definita ca forta electrica a lui Coulomb exercitata asupra sarcinii electrice unitate:
(5.2)
In
S.I. unitatea de masura a intensitatii campului electric este volt pe metru, 
.
Deoarece forta lui Coulomb este o forta conservativa, sunt valabile in acest caz urmatoarele relatii demonstrate fortele conservative:
(5.3)
unde 
este circulatia vectorului camp electric pe un
contur inchis 
, si este egala
cu zero (fig.1), iar 
este potentialul electric al sarcinii care a
creat campul de intensitate 
.
Fenomenele legate de miscarea ordonata* (vezi 5.1.4) a sarcinilor electrice fac obiectul Electrocineticii. La deplasarea sarcinilor electrice (purtatori liberi de sarcina) intr-o anumita directie si intr-un sens definit, apare un curent electric. Curentii electrici pot fi de doua feluri:
- de conductie, cand miscarea ordonata a purtatorilor de sarcina liberi se petrece intr-un conductor sub actiunea unui camp electric;
- de convectie, cand miscarea ordonata a sarcinilor electrice dintr-un corp se datoreaza deplasarii corpului insusi.
Marimile ce caracterizeaza deplasarea ordonata a sarcinilor sunt:
- intensitatea
curentului 
, marime
macroscopica definita ca sarcina care trece in unitatea de timp printr-o
suprafata oarecare 
si
- densitatea de
curent, marime microscopica definita ca sarcina care trece in unitatea de
timp prin elementul de suprafata 
perpendicular pe directia de deplasare a
sarcinilor (fig.2).
(5.4) 
(5.5)
Din (5.4) si (5.5) rezulta:
(5.6)
Sensul conventional al curentului electric este sensul
de deplasare al sarcinilor pozitive. Unitatea de masura pentru intensitatea
curentului electric este amperul 
, iar
pentru densitatea de curent 
.
|
