III.6. Valoarea efectivă a intensității și tensiunii curentului alternativ.

Intensitatea și tensiunea curentului alternativ sunt caracterizate de trei valori :

• Instantanee (i, u)

• Maximă (I_m, U_m)

• Efectivă (I, U).

Valoarea efectivă a intensității curentului alternativ se definește pe baza efectului termic, deoarece căldura degajată la trecerea curentului alternativ printr-un rezistor nu depinde de sensul curentului electric.

Căldura degajată de un rezistor cu rezistența R la trecerea unui curent continuu cu intensitatea I, într-un timp T are expresia, conform legii lui Joule :

Q_c = R ∙ I² ∙ T

Căldura degajată de un rezistor cu rezistența R la trecerea unui curent alternativ cu intensitatea i = I_m ∙ sin ωt, într-un timp Δt foarte scurt are expresia:

ΔQ_a = R ∙ i² ∙ Δt = R ∙ I_m² ∙ sin² ωt ∙ Δt

În timp de o perioadă T, funcția cosinus ia tot atâtea valori pozitive, cât și negative, egale în modul, astfel încât termenul al doilea este nul.

În timp de o perioadă suma acestor cantități foarte mici de căldură va fi:

Punând condiția ca Q_c = Q_a obținem:

Valoarea efectivă a intensității curentului alternativ (I) este:

I_m este valoarea maximă a intensității curentului alternativ.

Valoarea efectivă a intensității curentului alternativ I este egală cu intensitatea unui curent continuu, care degajă aceeași căldură prin efect Joule, ca și curentul alternativ trecând prin același rezistor, în același interval de timp.

Tensiunea efectivă a curentului alternativ U se definește prin relația:

U_m este valoarea maximă a tensiunii curentului alternativ.

🔦 Observații

• Ampermetrul și voltmetrul, când sunt folosite în curent alternativ, indică valorile efective ale intensității și tensiunii alternative.

• Osciloscopul este singurul instrument care pune în evidență valorile momentane ale intensității și tensiunii alternative în funcție de timp.

• În Europa, tensiunea de 220 V la priză este tensiunea efectivă, iar valoarea maximă a tensiunii este:

🔓 Problemă rezolvată

1. Un ampermetru de curent alternativ indică 2 A. Care este amplitudinea curentului alternativ?

Rezolvare:

Scriem datele problemei:

I = 2 A I_m = ?

Valoarea efectivă a intensității curentului alternativ (I) este:

I_m este valoarea maximă a intensității curentului alternativ, adică amplitudinea curentului alternativ.