Resume transferts energie circuits

Transferts d'énergie en électricité
Ce document ne constitue pas le cours mais reprend seulement quelques points importants à connaître.
1.
Les grandeurs électriques dans un circuit
1.1. Intensité du courant électrique
‣
On appelle intensité du courant électrique dans un conducteur la grandeur
I=
∆q
∆t
où
Δq
est la charge électrique qui le traverse pendant un temps Δt.
avec
Δq se mesure en Coulomb ( C )
Δt se mesure en secondes ( s )
I en ampère ( A )
I
‣
L’intensité du courant électrique se mesure avec
un ampèremètre branché en série.
‣
D’après la définition, si Δq>0 alors I>0 : le sens du courant est dans le sens du déplacement des
charges positives (sens inverse des électrons).
A
1.2. Tension électrique
‣
On définit l’état électrique du circuit par le potentiel en ce point : V (en volts V). On appelle tension
électrique entre deux points du circuit la différence de potentiel entre ces deux points.
‣
Une tension se mesure en volts ( V ) et avec un
voltmètre branché en parallèle
‣
V
I
NB : Comme pour l’énergie potentielle, un potentiel ne se mesure que par rapport à une référence :
la masse (de potentiel nul).
Résumé de cours!
1!
N. Reverdy, 2008.
1.3. Caractéristique courant tension
On appelle caractéristique courant-tension d’un dipôle électrique la relation mathématique qui existe
entre la tension UAB mesurée à ses bornes et l’intensité I du courant qui le traverse. (ex : UAB = R I pour
un résistor).
1.4. Récepteurs, générateurs et fléchage du circuit
‣
On appelle récepteur d’énergie tout dispositif qui reçoit de l’énergie électrique (ex : lampes,
moteurs, résistors…).
‣
On appelle générateur électrique un dispositif transformant de l’énergie (mécanique, chimique…)
en énergie électrique.
‣
La flèche de courant se note sur le fil et
s’oriente du + vers le – du générateur.
I
P
A
+
‣
La flèche de la tension se note à côté du
dipôle. Elle pointe vers le plus haut potentiel.
-
2.
Pour un générateur, les flèches de
tension et du courant sont opposées.
Pour un récepteur, les flèches de tension
et du courant sont dans le même sens.
UPN
UAB
−
N
B
I
Côté générateur
Côté récepteur
Transfert d'énergie dans un circuit
2.1. Travail des forces électriques
‣
La force électrique qui agit sur les électrons travaille. Ce travail ne dépend pas du chemin suivi par
les électrons mais seulement du point de départ et du point d’arrivée.
‣
On décide de prendre comme référence un récepteur. Si le travail est positif, c'est que l'énergie est
effectivement reçue.
Résumé de cours!
2!
N. Reverdy, 2008.
Le travail des forces électriques s’écrit :
We = q (VA-VB) = UAB I Δt
UAB
A
Et évidemment
Pe =
✦
✦
B
I
We
= I UAB
∆t
UAB = VA-VB est la tension (grandeur
algébrique elle peut être positive ou négative)
en volts (V).
We est en joules (J)
✦
✦
✦
✦
q est en Coulomb (C)
I est en ampère (A)
Δt en secondes (s)
Pe est en Watts (W)
2.2. Énergie reçue par un récepteur
Puisqu'un travail correspond à un transfert d'énergie, il correspond à l'énergie reçue par par le récepteur.
UAB
Avec le fléchage normal d'un récepteur, on a :
We > 0
A
B
l'énergie est reçue par le récepteur.
I
2.3. Énergie fournie par un générateur
On flèche le courant et la tension comme s'il s'agissait d'un récepteur (puisque c'est la référence).
Le travail reçu par un générateur s’écrit : We = q (VN – VP) = I Δt UNP = - I Δt UPN
Ici I, Δt et UPN > 0
UPN
We < 0
Le générateur reçoit donc un travail négatif : c’est donc lui qui
transfert un travail aux électrons.
Résumé de cours!
3!
N
P
−
+
I
N. Reverdy, 2008.