Lucrarea prezintă conceptele de electromagnetism și aplicațiile tehnice relevante, inclusiv alternatoare, diname și motoare electrice, învățând din descoperirile lui Michael Faraday despre inducția electromagnetică. Autorii, elevi instruiți de profesorul Laurentziu Roșu, utilizează animații originale pentru a ilustra fenomene fizice complexe și oferă exerciții interactive pentru o învățare eficientă. Fundamentul teoretic este susținut de contribuțiile altor savanți, precum André-Marie Ampère și James Prescott Joule, care au influențat dezvoltarea electromagnetismului și electrotermiei.

1. CONCURSUL STEFAN PROCOPIU,
SECTIUNEA REFERATE
Electromagnetismul
Scopul lucrarii:
-prezentarea in format electronic a notiunilor despre electromagnetism si
aplicatiile tehnice: alternator, dinam, motor electric
-crearea de animatii originale, ilustrând fenomenele fizice implicate
-crearea de exercitii interactive noi, originale
Proiect realizat de elevii
Argint Andrei Silviu
Constantin Alexandra
Hagi Ionut Alexandru
Lãzãrean Iulia Emilia
Profesor indrumator Laurentziu Roşu

2. CUPRINS

3. 1.Inductia electromagnetica
In prezent, folosim in fiecare zi- calculator, telefon, TV, radio, becuri
electrice pentru iluminat, etc. Dar stim ca in istoria omenirii nu a fost
mereu asa –toate aceste aparate necesita energie electrica, iar
omenirea trebuia sa descopere calea de a o obtine. La inceputul
secolului XIX unul din obiectivele stiintei era sa descopere o
modalitate de obtinere a energiei electrice. Acest lucru a fost reusit
de savantul englez Michael Faraday in 1831, când dupa 10 ani de
cercetari a descoperit inductia electromagnetica

4. 2.Descoperirea lui Michael Faraday
• Deplasând un
magnet in preajma
unei bobine se obtine
curent electric- ce se
poate masura
conectând un
miliampermetru cu
scala 10mA cu zero-ul
la mijloc (pentru a
putea masura curenti
in orice sens).

5. • La introducerea magnetului in bobina
acul miliampermentrului se misca intr-
un sens, iar la iesirea lui din bobina acul
se misca in sens contrar. Cu alte cuvinte
se obtine curent alternativ.

6. • Daca magnetul doar sta langa bobina
atunci acul miliampermetrului nu se va
misca. Concluzia este ca energia
electrica nu se obtine din nimic, ci din
energia mecanica(necesara miscarii

7. Animatie originala creata cu
programul PaintShopPro pentru
ilustrarea inductiei
electromagnetice

8. 3.ISTORIC
• Descoperirea inductiei
eletromagnetice si aplicatiile
ulterioare(dinam, motor electric)
au fost posibile datorita
descoperirii efectului magnetic (de
catre fizicianul suedez Oersted
alaturi de studentii sai in timp ce
studia efectul termic cu o busola
lânga circuitul electric) si
descoperirii fortei electromagnetice
(de catre Ampere).
• In continuare, prezentam pe scurt
aceste descoperiri:

9. 4.Efectul termic(Joule) al curentului
electric
• Când un material conductor este plasat
într-un câmp magnetic alternativ, curen ții
induși determină încălzirea materialului.
Spre exemplu, in prezent, efectul
termic al inductiei electromagnetice a
fost gasit util in bucatarie, creandu-se
astfel plita/cuptorul pe baza inductiei
electromagnetice.

10. 5.Efectul magnetic
BUSOLE
al curentului
Efectul magnetic electric
al curentului
electric- constă în apariţia unui
câmp magnetic-în jurul
conductoarelor străbătute de curent
electric. Manifestari ale efectului CURENT
magnetic: ELECTRIC
1. devierea acului magnetic al
busolei in preajma circuitelor
electrice
2. O bobină străbătută de curent
electric devine electro-magnet:
atrage corpurile din fier
BOBINA ELECTROMAGNET

11. 6.FORTA ELECTROMAGNETICA
Forţa electromagnetică este forţa cu care un câmp
magnetic acţionează asupra unui conductor străbătut de
curent electric
Pe baza acestei forte, Faraday a realizat primul motor
electric (care a fost un fel de mixer !)
CONDUCTOR
MOBIL
MAGNET
VAS CU MERCUR
CONDUCTOR BATERIE
LICHID

12. 7.Generatoare de energie electrica:
ALTERNATORUL si DINAMUL
Functionarea alternatorului
Componentele alternatorului
Dinamul

13. Functionarea alternatorului
• O spira care se roteste intr-un camp magnetic produce
curentul electric alternativ.
• Pentru a roti o spira/bobina, este necesara energie
mecanica
• Alternatorul transforma energia mecanica in energie
electrica , prin inductie electromagnetica – deci are loc o
transformare energetica!

14. Componentele alternatorului
• Componentele
alternatorului sunt:
1. statorul (magnet sau
electromagnet)
2. Rotorul (bobina sau
spira)
3. Colectorul (2 inele
conectate la capetele
bobinei)

15. Dinamul
Dacă înlocuim la un alternator
cele 2 inele cu 2 semi-inele,
dispozitivul format se numeste
DINAM si produce curent
electric continuu (in loc de
alternativ).

16. Dinamul
ANIMATIE ORIGINALA REALIZATA CU PROGRAMUL
PAINT SHOP PRO

17. Obtinerea energiei
electrice cu dinamul, in
laborator

18. 8.Motorul electric
• Motorul electric de curent continuu are o constructie
asemanatoare cu dinamul, cu deosebirea ca motorul
trebuie conectat la o baterie (sau priza), si va
transforma energia electrica primita in energie
mecanica (invers faţă de dinam).
• Piesele componente
sunt in principiu aceleasi:

19. Motorul electric
ANIMATIE ORIGINALA REALIZATA CU PROGRAMUL PAINT SHOP PRO,
ILUSTRAND FUNCTIONAREA MOTORULUI ELECTRIC

20. Motorul electric al lui Thomas
Davenport
• Primul motor electric care a dat rezultate
practice este cel inventat de inginerul american
Thomas Davenport, in 1837. Acesta a fost
folosit pentru a pune in miscare un burghiu si
un strung electric. Dupa ce
a reusit sa foloseasca electricitatea pentru a
produce miscare, fizicianul
Faraday a cautat apoi cai de a
folosi miscarea pentru a produce electricitate.
In 1831, el a demonstrat ca daca se apropie un
magnet in forma de bara de o bobina, printr-un
aparat conectat la bobina trece curent electric.
De asemenea, o bobina genereaza mai mult
curent decat un singur fir conductor.

21. Efectul magnetic
• ANIMATIE ORIGINALA REPREZENTAND EFECTUL
MAGNETIC AL CURENTULUI ELECTRIC:
• devierea acului magnetic al busolei in preajma circuitelor electrice

22. Forta electromagnetica
Din cauza fortei electromagnetice, cele doua
bobine se atrag una de cealalta.

23. De ce in imagine acul apermetrului se
misca cand magnetul este introdus in
bobina?
RASPUNS: prin inductie
electromagnetica se obtine tensiune
electomotoare
Fotografie cu montajul experimental pentru evidentierea inductiei electromagnetice

24. In laborator, experimentând inductia electromagnetica

25. Energia cinetica poate fi transformata in
energie electrica, prin intermediul
fenomenului de inductie electromagnetica.
• Vechile mori de
vant s-au putut
transforma in
centrale eoliene
cu ajutorul unei
piese numite
‘Alternator’.
Prin adaugarea unui
alternator, se realizeaza
Camera o hidrocentrala ce
alternatoarelor transforma energia
dintr-o centrală mecanica in energie
electrică electrica.

27. 1. Intr-o
termocentrala,
energia electrica este
produsa de:
TURBINA ALTERNATORUL CAMERA de ARDERE
TERMOCENTRALEI TERMOCENTRALEI a CARBUNELUI din
TERMOCENTRALA
GREŞIT GREŞIT
De la leneş CORECT De la leneş
pân` la carte pân` la carte
e mult prea e mult prea
departe! departe! 

28. 2. Dinamul produce :
Ti-a fost lene sa
înveti???
CURENT Lenea cauta de lucru,
ALTERNATIV
GRESIT dar nu doreste sa-l
gaseasca.
CURENT
CONTINUU CORECT
CORECT
Ti-a fost lene sa
înveti???
Lenea cauta de lucru,
CURENT
GREŞIT dar nu doreste sa-l
DISCONTINUU gaseasca.

29. • 3. Putem produce curent electric daca avem :
Bec si Magnet, Bec, magnet
conductor bobina, si cablu
electric (cablu) colector conductor
Gresit Gresit
Corect
Cine se Cine se
ia cu ia cu
lenevia lenevia
pierde Cu aceste piese se
Cu aceste piese se pierde
si suta si confectioneaza un
confectioneaza un si suta si
mia. alternator sau dinam !!
alternator sau dinam mia.

30. • 4. Hoţii de fier vechi care au vrut sa fure din vagoanele CFR au
incercat sa descarce repede fierul vechi si s-au electrocutat
desi nu au atins linia de înalta tensiune de deasupra vagonului.
De ce? Ce nu au stiut ei ?
Fierul vechi Fierul vechi in
Prin Inductie
se cantitati mari
electromagneti
electrizeaza produce
ca apar tensiuni
cand sta tensiune
electrice
depozitat electrica
GRESIT GRESIT CORECT
Miscarea fierului in câmpul magnetic al
Miscarea fierului in câmpul magnetic al
Cine se lauda cu
firelor electrice de deasupra vagonului
firelor electrice de deasupra vagonului
greseala lui, greseste
de doua ori. produce tensiune prin inductie. Cu cât
produce tensiune prin inductie. Cu cât
miscarea e mai rapida, cu atât
miscarea e mai rapida, cu atât
tensiunea indusa e mai mare
tensiunea indusa e mai mare

31. • 5. E periculos sa pescuiesti
lânga stâlpii cu linii de
tensiune, daca undita
metalica nu atinge
sârmele liniei de tensiune?
Da, daca mişti
Nu, daca nu Depinde din ce
rapid undiţa
atingi linia de metal e facuta
pe sub linia
tensiune undiţa
de tensiune
GRESIT GRESIT CORECT
Cine se lauda cu Daca miscarea undiţei metalice e
greseala lui, greseste mai rapida, in câmpul magnetic al
de doua ori. firelor electrice se produce o
tensiune mai mare prin inductie
electromagnetica

32. 6.Pentru măsurarea curentului electric se
folosește :
Dinamul Ampermetrul Voltmetrul Alternatorul
7.Fenomenul de inductie electromagnetica a
fost descoperit de catre :
Thomas Edison Michael Faraday André-Marie Ampère

33. James Presctott Joule
Efect electrotermic
André-Marie Ampère
Michael Faraday
Motorul electric

34. James Prescott Joule
(1818-1889)
A fost un bun experimentator si un
stralucitor teoretician. Nascut in
regiunea Manchester, el a fost elevul lui
John Dalton si a contribuit prin
cercetarile sale la revolutionarea
industriei Angliei(sec. 19). In 1873 el a
formulat legea conservarii energiei. A
efectuat numeroase masurari ale unor
marimi specifice circuitelor electrice, a
studiat motoarele electrice, si
a descoperit efectul electrotermic care
îi poarta numele, pe baza asectui efect
functioneaza azi aparatele
electrocasnice de încalzit.

35. Efectul electrotermic
• Efectul electrotermic este reprezentat de
disiparea căldurii într-un conductor traversat de
un curent electric. Aceasta se datorează
interacțiunii particulelor curentului (de regulă
electroni) cu atomii conductorului, interac țiuni
prin care primele le cedează ultimilor din energia
lor cinetică, contribuind la mărirea agitației
termice în masa conductorului.
• Efectul termic al curentului electric (descoperit de
Joule si Lenz) are multiple aplicații industriale:
cuptoarele încălzite electric, tăierea metalelor,
sudarea cu arc electric etc.

36. André-Marie Ampère
A determinat configuraţia curenţilor asupra câmpului magnetic al
selenoidului, stabilind regula de fixare a sensului liniilor de câmp.
Introduce noţiunea de curent electric și tensiune electrică.
Explică magnetismul corpurilor printr-o ipoteză care arată că forma
curenţilor moleculari este presupusă a fi circulară.
Prin legea circuitului magnetic sau legea circuitală a lui Ampère, stabilește prima
teorie a electromagnetismului și introduce noţiunile de electrostatică și
electromagnetism. Această lege stabilește legătura dintre câmpul magneticși curent.
Inventează ampermetrul (care îi poarta si numele), voltmetrul si galvanometrul, aparatul
cu care pot fi măsurate tensiunile electrice și curentul electric. Inventează de asemeni un
electromagnet și împreună cu François Arago realizează în 1820, primul aparat telegrafic.
Contribuţiile lui Ampère în domeniul electromagnetismului au constituit un punct de
plecare pentru cercetările lui Maxwell, Ohm, Joule si Faraday.
Ampère a adus contribuţii și în alte ramuri ale fizicii. Astfel, în 1828 a studiat teoria
suprafeţelor de undă, refracţia luminii, teoria undelor luminoase, teoria cinetică a gazelor și
numeroase probleme de cinematică.

37. Michael Faraday
o În anul 1831 descoperă inducția
electromagnetică, reușind să realizeze conversia
electromecanică a energiei și să enunțe Legea
inducției electromagnetice.
o A elaborat teoria electrizării prin influență și principiul
ecranului electrostatic (sau cusca lui Faraday),
enunțând astfel legea consevării sacinii electrice
(1843). Mai târziu, în 1846, arată că energia
electrostatică este localizată în dielectrici.
o Ultimele sale cercetări arată acțiunea câmpului
electric asupra luminii polarizate sau efectul de
polarizare rotatorie a luminii în câmp magnetic.
o Ca prețuire a cercetărilor sale și a contribuției sale în
Discul lui Farday,
fizică, denumirea unității de capacitate se numește inventat de Michael
"Farad", iar numărul care exprimă cantitatea de Faraday în 1831, unul
dintre primele
electricitate necesară depunerii prin electroliză a unui generatoare de curent
atom-gram dintr-un element - "constanta lui Faraday". care ilustrează practic
legea enunțată de
marele fizician

38. Motorul electric
- In regim de motor masina primeste
putere electrica si furnizeaza, la arbore,
putere mecanica. Generatorul(alternator
sau dinam) realizeaza conversia inversa,
din putere mecanica in putere electrica.
Frana electrica este acel regim de
functionare al motorului in care masina
primeste atat putere electrica cat si
putere mecanica, pe care le transforma,
in cea mai mare parte, in caldura,
furnizand la arbore un cuplu de forte
opus miscarii.
Primul motor electric a fost conceput
de Michael Faraday.

39. Mai învaţă, ai
răspuns GREŞIT !
FOLOSEŞTE
• Incearca CLICK-UL DE
MOUSE, NU
TASTATURA !
din nou !

40. Felicitări, ai răspuns
CORECT !
FOLOSEŞTE
CLICK-UL DE
MOUSE, NU
TASTATURA !
Programul îţi
‘spune’ dacă
răspunzi
CORECT doar
dacă
FOLOSEŞTI
MOUSE-UL !!