Page 79 - fizica-viii

UNITATEA 2 Fenomene electrice şi magnetice – Electrocinetica 77

Reține! Știai că?
Puterea utilă dezvoltată în circuitul exterior de către generator este: Un generator se poate distruge

E
_
2

P = P = U ∙ I = R ∙ I = R (1) dacă rămâne în regim de scurtcir­

2
cuit un timp mai îndelungat.

2
u ext (R + r)
Eticheta energetică este un
Această relație arată că puterea electrică nu crește liniar cu rezistența sistem de clasificare care indică
(vezi și graficul din figura 4). prin culori, săgeți sau literele
Pentru un generator, puterea utilă este nulă atât în cazul unui scurtcir- alfabetului, eficiența energetică
cuit (R = 0), cât și în cazul unui circuit deschis (prin care nu circulă curent a unui aparat electrocasnic:
electric). Între aceste două extreme, puterea utilă variază în funcție de valoa- – de la cel mai eficient (A) la cel
rea rezistenței R a consumatorului, conform relației (1). mai puțin eficient (G);
Puterea maximă se obține în cazul în care rezistența consumatorului este – verde înseamnă „mai eficient”,
iar roșu „mai puțin eficient”;
egală cu rezistența internă a generatorului (R = r). Astfel, puterea maximă – săgețile arată eficiența energe-
este: tică pentru un nivel dat.

E
_
2

P =

max 4r
Un generator nu poate furniza putere mai mare decât această putere
maximă, indiferent de valoarea rezistenței consumatorului.
Deoarece generatoarele reale au rezistență internă, energia se disipă și
pe acestea, încălzind inutil generatorul.
Puterea totală consumată (furnizată) de generator este:
E
E

_
_
2

P = P = E ∙ I = E = (2)

c sursă R + r R + r
Randamentul circuitului electric se definește ca raportul dintre pute-
rea utilă a circuitului exterior ( P ) și puterea consumată în întregul cir-
u

cuit ( P ), adică:

c P P

R
_
U _
u _
_

η = = _ = U ∙ I = =

ext
P P E ∙ I E R + r
c sursă Scopul etichetei energetice este
În cazul transferului maxim de putere (când R = r), pentru randamen- de a ajuta consumatorii să facă
tul circuitului se obține: alegeri în cunoștință de cauză și
să reducă consumul de energie.
r
_
1 _

η = = = 50% Pe lângă consumul de energie,

r + r
2
-Dacă dorim randament maxim, trebuie să avem o rezistență internă a eticheta energetică poate con­
ține și informații despre zgomot,
sursei cât mai mică, pentru a reduce pierderile. capacitate, consum de apă și alte
-Dacă dorim putere maximă transferată, trebuie să adaptăm rezistența specificații relevante.
rezistorului la rezistența internă a sursei, ceea ce reduce randamentul.
Temă pentru portofoliu
Problemă rezolvată
⚫ Caută eticheta energetică a
O baterie, având tensiunea electromotoare de 12 V și rezistența interi- unui aparat electrocasnic din casă
oară de 2 Ω, alimentează un bec. (frigider, mașină de spălat etc.) și
a) Determină rezistența becului, dacă randamentul circuitului este de 75%. notează consumul său anual de
b) Calculează tensiunea la bornele becului. energie în kWh.
Rezolvare. ⚫ Compară acest consum cu
E = 12 V a) Pornind de la formula pentru randamentul unui cel al altui aparat din aceeași cate­
gorie, dar cu o clasă energetică
r = 2 Ω circuit: inferioară.
R
_
η = 75% η = ⚫ Calculează costul anual al

R + r
și explicitând rezistența electrică se obține: consumului de energie, folosind
a) R = ? R = ⇒ R = 6 Ω formula:
η r
_

b) U = ? 1 − η Cost anual =
Consum anual (kWh) ×
b) O altă formulă învățată pentru randament este: Prețul energiei (lei/kWh)
U _
η =

E
⚫ Analizează economia de
Tensiunea electrică se va exprima: U = η ∙ E ⇒ U = 9 V. energie și bani pe termen lung
dacă alegi un aparat cu o clasă
energetică mai bună.