Analyse de Circuits à Courant Continu : Cours Complet

Module : 05 ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT CONTINU
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I. Structure de la matière :
La nature est l’origine de l’électricité résident même dans l’organisation interne de la matière. C’est la
raison pour laquelle une brève étude de la structure de la matière s’avère nécessaire.
La matière est constituée par l’assemblage, par des liaisons plus au moins fortes, de particules
élémentaires, Du point de vue de la chimie.
1) Forme de la matière
La matière est formée d’une multitude de particules excessivement petites, appelées molécules.La
molécule se compose elle-même d’éléments, encore plus petits, appelés atomes. L’atome lui même
constitué par un certain nombre de protons et de neutrons formant un noyau, autour duquel gravitent des
électrons répartis sur une ou plusieurs couches.
Exemples :
2) Structure de l’atome :
2-1) Définitions :
Atome : Toute la matière contenue dans l’Univers est constituée d’atomes.
Un atome est formé : d’un noyau ; d’électrons qui gravitent autour de ce noyau.
Le noyau : Le noyau est constitué 2 sortes de particules : les protons et les neutrons.
Les protons portent la charge électrique positive notée +e. Les neutrons ne sont pas chargés.
Les électrons : Les électrons portent la charge électrique négative notée −e.
Un ion : est un atome qui gagné ou perdu un ou plusieurs électrons. Il existe deux sortes d'ions, les ions
négatifs et les ions positifs.
• Ion positif : est un atome qui a perdu un ou plusieurs électrons.
• Ion négatif : est un atome qui a accepté un ou plusieurs électrons.
Charge électrique : est une propriété de la matière liée à la perte de neutralité d'une substance. Il existe
deux sortes de charges électriques dans la matière : la charge positive, qui est celle du proton, et la charge
négative, qui est celle de l'électron.
La molécule d’eau est formée de deux atomes
d’hydrogène et d’un atome d’oxygène :
La molécule d’ozone est composée de trois
atomes d’oxygène :

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2-2) Constitution de l’atome :
Exemples :
Atome de Sodium Na (23/11); Atome de phosphure P (31/15)
3) Classification des corps :
Du point de vue électrique les corps se classent en 3 catégories : conducteurs, isolant et semi-conducteurs.
Les conducteurs : opposent une faible résistance au passage du courant électrique, Les matériaux
conducteurs possèdent des électrons libres.
Ex : aluminium – cuivre – fer – argent - or…
Les isolants : ne permettent pas le passage de courant, ces matériaux ne possèdent pas des électrons
libres.
Ex : verre – bois - papier – plastique…
Les semi-conducteurs : présentent une situation intermédiaire entre les conducteurs et les isolants.
Ex : germanium – silicium …
Exemple :

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I. Méthodes de production d’électricité :
Centrale thermique à flamme :elle utilise la force de la vapeur dégagée en brûlant des énergies fossiles
(charbon, gaz naturel, pétrole...) ou de la biomasse (déchets végétaux ou ménagers).
Centrale géothermique :elle utilise l'eau qui est chauffée par la chaleur de la Terre ou les vapeurs qui s'en
dégagent. C'est la géothermie.
Panneaux solaires : appelés panneaux photovoltaïques, ils produisent de l'électricité grâce au soleil. C'est
un moyen pratique pour alimenter les lieux isolés non raccordés aux réseaux électriques.
Centrale thermique nucléaire : c'est la fission des atomes d'uranium qui produit la chaleur qui se
transforme ensuite en vapeur et fait tourner la turbine.
Centrale hydraulique : Elle utilise la force de l'eau créée par un puissant déplacement. Il peut s'agir d'une
chute d'eau naturelle, de l'eau stocker dans un barrage, des mouvements de la marée ou encore des
courants marins.
Biomasse : Les matières organiques végétales ou animales (déchets ménagers ou agricoles) sont brûlées
pour produire de l'électricité. Cette énergie s'appelle la biomasse.
Éolienne : Elle utilise la force du vent qui actionne les grandes pales du rotor de l'éolienne.

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II. Caractéristiques des composants de circuit à courant continu :
Les appareils électriques, électronique ou électromécaniques sont tous des consommateurs
d’énergie électrique qui leur fournie dans le cadre d’un circuit électrique.
Un circuit électrique est composé :
▪ D’un générateur de force électromotrice
Exemple :pile, batterie…
▪ D’un ou plusieurs récepteurs d’énergie électrique
Exemple :Résistance, moteur, lampe, four
▪ D’un système de transmission de l’énergie électrique
Exemple : Conducteurs et câbles
▪ D’accessoires pour la commande ou la protection du circuit
Exemple :Interrupteur, Fusible et disjoncteur
1) Intensité du courant électrique :
a) Définition du courant électrique :
Le courant électrique est un déplacement d’électronsdans un conducteur. Il correspond au nombre
d’électrons qui circulent pendant chaque seconde (débit d’électrons). L’intensité du courant électrique
est symbolisée par la lettre I et s’exprime en ampères (A).
L’intensité est égale à la quantité d’électricité qui circule pendant l’unité de temps.
I : intensité du courant en ampères (A)
Q : quantité d’électricité en coulombs (C)
t : temps en secondes (s)
Remarque :
• Une quantité d’électricité de 1 Coulomb correspond au passage de 1A pendant 1s.
• Un courant électrique de 1A pendant 1 heure donne : 1Ah=3600 C.
Exercices
• Un électrolyseur est traversé par 72000 coulombs pendant 2 heures.
Quelle est l’intensité du courant dans les conducteurs d’alimentations ?
• On recharge durant 12 heures une batterie d’accumulateurs avec un courant constant d’intensité 5 A.
Quelle quantité d’électricité correspond à cette charge ?
• Un courant de 8 Afourni une quantité d'électricité de 5000C. Pendant combien de temps a t'il circulé ?
• Un circuit est traversé par 480000 C en 2 heures 12mn 30s. Quelle est l'intensité du courant ?
I = Q / t

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b) Sens du courant électrique :
Par convention, à l’extérieur d’un générateur, le courant circule de sa borne positive vers
sa borne négative.
Le courant électrique est représenté par une flèche(de préférence rouges) indiquant le sens
conventionnel du + vers le –.
c) Mesure du courant électrique :
L’intensité se mesure à l’aide d’un ampèremètreanalogique ou numérique branché en série dans le
circuit
Pour mesurer l'intensité du courant en un point d'un circuit, on coupe le circuit en ce point et on y
place l'ampèremètre.
Le courant doit rentrer par la borne A et ressortir par la borne COM
d) Types de courant électrique :
Les principaux types de courant sont : le courant continu,le courant alternatif etle courant pulsatif.
Courant continu :C’est un courant de valeur et de sens demeurant constants. (Les piles et les
accumulateurs …).
Courant alternatif :C’est un courant dont la valeur et le sens changent périodiquement.
Courant pulsatif :C’est un courant dont la valeur change périodiquement, mais le sens reste toujours le
même.
Ampèremètre analogique
Symbole
Pince ampèremétrique
A
A