Intensitatea curentului electric I este o mărime fizică scalară care măsoară sarcina electrică ce străbate secţiunea transversală a unui conductor în unitatea de timp:
Indiferent de tipul purtătorilor de sarcină mobili, sensul convenţional al curentului electric este dat de sensul intensităţii câmpului electric, adică sensul scăderii potenţialului.
Măsurarea intensităţii curentului electric se face cu ajutorul ampermetrului care se conectează în serie cu circuitul prin care este curentul electric.
Ampermetrul este aparatul electric care măsoară intensitatea curentului prin efectele sale. Asfel, există:
- ampermetre magnetoelectrice
- ampermetre feromagnetice
- ampermetre termice
- ampermetre cu semiconductoare
Simbolul de reprezentare al ampermetrului este:
Pentru aceasta este necesar să se cheltuiască energie ca să se învingă lucrul mecanic al forţelor electrice. Rezultă că, pentru a întreţine un curent electric constant, printr-un conductor, este nevoie de o sursă electrică de energie, cu denumirea de generator electric, care este conectat prin conductori de legătură la capetele conductorului AB, astfel se realizează un circuit electric.
Generatorul electric este caracterizat de tensiunea electromotoare E necesară pentru a produce lucrul mecanic în deplasarea sarcinilor electrice pe întregul circuit, atât în interiorul lui cât şi pe porţiunea exterioară a acestuia. Se poate scrie relaţia energetică pe un astfel de circuit: W=Wext+Wint
Dacă raportăm energiile la unitatea de sarcină electrică se obţine:
E=U+u
unde "E" este tensiunea electromotoare a sursei, "U" este tensiunea la bornele consumatorului iar "u" este căderea de tensiune din interiorul generatorului.
Măsurarea tensiunilor se face cu ajutorul voltmetrului V care trebuie conectat în paralel cu elementul de circuit (generator, consumator, conductori de legătură, rezistor, etc.). Din cele relatate mai sus rezultă că din întreaga energie cheltuită W=E.q numai o parte este utilă Wext=U.q deci randamentul unei surse electrice este:
η=U/E
Cu cât căderea de tensiune în interiorul sursei este mai mare, cu atât randamentul acesteia este mai mic. Pentru aceasta se proiectează generatoare care să aibă pierderi cât mai mici în interiorul lor.
A. Legea lui Ohm pe o porţiune de circuit
Considerând un circuit electric format din mai mulţi consumatori şi un generator electric, se poate aprecia uşor că între punctele A şi B potenţialul electric scade, deoarece curentul electric circulă de la A către B. Măsurând tensiunea U la bornele unui consumator şi intensitatea I a curentului electric prin el se constată că rapoartele:
Căderea de tensiune U pe o porţiune de circuit este proporţională cu intensitatea I a curentului electric prin acea porţiune a circuitului.
U = RI
Constanta de proporţionalitate dintre căderea de tensiune şi intensitatea curentului electric se numeşte rezistenţă electrică şi se notează cu R. Unitatea de măsură pentru rezistenţa electrică se deduce din expresia:
Rezistenţa electrică R caracterizează orice consumator electric şi depinde de elementele constructive ale acestuia:
unde ρ caracterizează materialul din care este confecţionat consumatorul şi se numeşte rezistivitate electrică.
Rezistivitatea electrică depinde de temperatura conductorului: p=p0(1+αt) unde p0 este rezistivitatea la 0࠷, iar α este coeficientul termic al rezistivitatii. Rezistenţa electrică depinde şi ea de temperatură: R=R0(1+αt)
Tabel cu carcteristici electrice ale unor substanţe