Chapitre n°1 : Le courant continu
I – Rappels sur le courant électrique I
Symbole de quelques dipôles :
Vocabulaire
Dipôle : C'est un conducteur relié par 2 points à un circuit.
Générateur : C'est le dipôle qui fournit le courant électrique au circuit.
Circuit électrique : Il est constitué : - d'un générateur ;
- d'un ou plusieurs dipôles récepteurs.
Noeud : C'est la borne d'un dipôle où au moins 2 fils sont reliés.
Maille : C'est un chemin fermé passant par différents points d'un circuit.
Branche principale : C'est une portion de circuit située entre 2 noeuds qui contient le générateur.
II – Intensité du courant électrique I
L’intensité du courant électrique qui traverse un dipôle représente la quantité de courant qui circule
dans ce dipôle en une seconde ( débit de courant ).
Par convention, le courant sort par la borne + du générateur et entre par la borne – et se déplace en sens
inverse de celui des électrons.
L’intensité du courant électrique, notée I, s’exprime en Ampère (A).
Multiple et sous multiple : le milliampère (mA), le kiloampère (kA)
1 A = 1000 mA = 0,001 kA
Mesure d’une intensité
On utilise un ampèremètre dont le schéma simplifié est :
Pour mesurer l’intensité du courant qui traverse un dipôle, on branche
l’ampèremètre en série avec ce dipôle.
Chapitre 1: Le courant continu 1
Lois des intensités:
1) Circuit en série
Loi d’égalité des intensités :
Dans un circuit en série, l’intensité du courant
électrique est la même en tout point du circuit.
I1 = I2 = I3
2) Circuit en dérivation
Loi d’additivité des intensités ( ou loi des
noeuds):
Dans un circuit en dérivation, l'intensité du
courant dans la branche principale est égale à la
somme des intensités des courants dans les
branches dérivées.
I = I1 + I2
III – Tension électrique U
La tension électrique qui existe entre deux points d’un circuit représente la différence d’état électrique
qu’il y a entre ces deux points, ou différence de potentiel
La tension électrique est notée U et s’exprime en volt (V).
Multiple et sous multiple: - le kilovolt (kV) : 1 kV = 1000 V - le
millivolt (mV) : 1 V = 1000 mV.
Mesure d’une tension électrique :
On utilise un voltmètre représenté par :
Pour mesurer la tension entre les deux bornes d’un dipôle, on branche
le voltmètre en dérivation entre les bornes de ce dipôle.
Lois des tensions :
1) Circuit en série
Loi d’additivité des tensions :
Dans un circuit en série , la tension du générateur est égale à la
somme des tensions des autres dipôles.
Upile = Ulampe + U résistance
2) Circuit en dérivation
Loi d'égalité des tensions :
Dans un circuit en dérivation, la tension dans la branche principale est
égale aux tensions des branches dérivées.
Upile = Ulampe = U résistance
Chapitre 1: Le courant continu 2
IV – La loi d'Ohm aux bornes d'un résistor( ou « résistance »)
La résistance ( ou conducteur ohmique) représente l'opposition qu'offre un matériau à la circulation
d'un courant.
Elle se note R et s'exprime en Ohm( ) et se mesure à l'aide d'un appareil appelé ohmmètre placé en
dérivation.
Symbole :
Toute mesure de résistance dans un circuit doit être effectuée hors tension.
La résistance électrique transforme l'énergie électrique en énergie thermique
La tension U entre les bornes d'un conducteur ohmique de résistance R est égal au produit de
l'intensité I qui le traverse par sa résistance: U = R x I
U ( en V)
O I ( en A)
Caractéristique d'un conducteur ohmique
V – La puissance électrique
Puissance nominale : C'est la puissance indiquée par le constructeur.
Puissance électrique : P = U x I
La puissance consommée par une installation est égale à la somme des puissances des appareils en
fonctionnement.
VI – Effet Joule
Dans un conducteur ohmique ( = résistance), l'énergie électrique est intégralement transformée en
chaleur ; C'est l'effet Joule.
L'effet Joule présente des avantages pour des systèmes qui produisent de la chaleur ( radiateurs électriques,
bouilloire , four, …) mais c'est un inconvénient pour des système dont la production de chaleur n'est pas
souhaitable ( moteur électrique, lampes, …). On parle de puissance perdue par effet Joule.
Puissance électrique dissipée par effet Joule : P E.J = R x I²
Chapitre 1: Le courant continu 3
VII – L'énergie électrique
Energie électrique : E = P x Δt ou E = U x I x Δt
Remarque : 1 Wh = 3600 J
Energie électrique dissipée par effet Joule : E E.J = R x I² x Δt
Chapitre 1: Le courant continu 4
E
STOCKAGE ET TRANSPORT DE L'ENERGIE ELECTRIQUE
1. Nécessité de stocker et de transporter l’électricité
Les lieux d’exploitation des ressources énergétiques sont souvent éloignés des zones de
consommation. L’énergie doit donc pouvoir être stockée et transportée.
Document 1 : Le stockage de l’énergie
« On appelle énergies primaires, les énergies directement accessibles dans la nature : énergies fossiles,
énergie nucléaire et énergies renouvelables. Ces énergies constituent le « mix énergétique ». Pour la plupart
des applications, il est nécessaire de convertir l’énergie afin de la rendre compatible avec l’usage envisagé. De
plus, pour qu’elle puisse être disponible à tout moment, il est indispensable de la stocker : « la mettre en
conserve » pourrait-on dire. Ce stockage peut se décliner sous diverses formes. L’énergie peut être stockée
sous forme mécanique (dans le cas d’une retenue d’eau d’un barrage) ou chimique (piles et accumulateurs) par
exemple. La gestion de l’énergie est donc un art subtil qui associe production, transformation, transport et
stockage. Dans le cas des sources d’énergies renouvelables (solaire, éolienne …), exploitables de façon
intermittente, le stockage de l'énergie pose problème. En effet, la capacité installée est parfois supérieure à
ce que peut supporter le réseau électrique lorsque les conditions météorologiques sont très favorables. Les
moyens de production impliqués sont alors déconnectés du réseau, entraînant la perte de cette énergie verte.
Document 2 : L’électricité, un mode de transport de l’énergie
L’électricité n’est ni une source ni une forme d’énergie. Il s’agit plutôt d’un vecteur énergétique, c'est-à-dire
d’un mode de transport de l’énergie. Au départ, il faut la fabriquer à partir d’une source d’énergie primaire
(fossile, fissile ou renouvelable). Ensuite, pour s’en servir, il faut la retransformer : en travail mécanique
(moteur électrique), en chaleur (radiateur électrique), en froid (réfrigérateur), en lumière (lampe), en
information (ordinateur, téléviseur)…
Document 3 : Comment transporte-t-on l’électricité ?
L'électricité circule depuis le lieu où elle est
produite jusqu'à l'endroit où elle est
consommée, empruntant des lignes électriques
aériennes et souterraines que l’on peut
comparer au réseau routier avec ses autoroutes
(lignes très haute tension T.H.T.), ses voies
nationales (lignes haute tension H.T.), ses voies
secondaires (lignes moyenne et basse tension
B.T.). Ces lignes permettent de transporter et
de distribuer l'énergie électrique sur
l'ensemble du territoire français et même vers
d'autres pays d'Europe. Comme l'électricité ne
peut pas se stocker, la production doit être
ajustée à la consommation qui varie selon la
saison, la météo du jour, l'heure...
1.Quelle imprécision est faite dans la phrase entre guillemets du document 1 ?
.
2. Pourquoi est-il nécessaire de stocker l’énergie ?
3. Sous quelles formes l’énergie peut-elle être stockée (donner deux exemples) ?
4. Comment peut-on définir l’électricité et comment la transporte-t-on ?
5. Le stockage de l’électricité est-il possible ? Quelle contrainte cela entraîne-t-il ?
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