Manuel d'électricité 2e édition - Dunod

Manuel
d’électricité
2e édition
Christophe Palermo
Maître de conférences au département Mesures physiques de l’IUT de Montpellier-Sète
et à l’Institut d’Électronique et des Systèmes (université de Montpellier).
Jérémie Torres
Maître de conférences au département Mesures physiques de l’IUT de Montpellier-Sète
et à l’Institut d’Électronique et des Systèmes (université de Montpellier).

11 rue Paul Bert, 92240 Malakoff
www.dunod.com
© Dunod, 2015, 2020
Une autre version de cet ouvrage existe
dans la collection « Parcours IUT »
Direction artistique : Élisabeth Hébert
Conception graphique de couverture : Élizabeth Riba
Illustration de couverture : © Flegere – Shutterstock.com
ISBN 978-2-10-081669-9

Table des matières
1 Électricité en régime continu 1
1.1 Grandeurs électriques et outils de représentation .... 2
1.1.1 Notions de base de l’électricité ............. 2
1.1.2 Grandeurs et modèles .................. 4
1.1.3 Représentation des tensions et des courants ..... 10
1.2 Symboles électriques et modèles équivalents ....... 13
1.2.1 Description des phénomènes physiques ........ 14
1.2.2 Symboles pour lier les grandeurs ............ 16
1.2.3 Un premier modèle électrique .............. 19
1.3 Les lois de Kirchhoff ..................... 20
1.3.1 La loi des mailles ..................... 20
1.3.2 Loi des nœuds ...................... 22
1.4 Loi d’Ohm, conventions récepteur et générateur ..... 23
1.4.1 Loi d’Ohm ......................... 23
1.4.2 Convention récepteur ................... 23
1.4.3 Convention générateur .................. 25
1.4.4 Choix d’une convention ................. 26
1.5 Résistances équivalentes .................. 31
1.5.1 Montage série ....................... 31
1.5.2 Montage parallèle (ou en dérivation) .......... 32
1.5.3 Analogie hydraulique ................... 34
1.6 Ponts diviseurs ........................ 39
1.6.1 Pont diviseur de tension ................. 39
1.6.2 Pont diviseur de courant ................. 41
1.7 Méthode des motifs ...................... 42
1.8 Puissance électrique en régime continu .......... 46
1.8.1 Puissance consommée ................. 47
1.8.2 Puissance générée .................... 49
1.8.3 Cas de la résistance : loi de Joule ........... 50
1.8.4 Théorème de Boucherot en régime continu ...... 50
I

Table des matières
2 Réseaux linéaires en régime continu 55
2.1 Définitions générales ..................... 55
2.1.1 Réseau électrique .................... 55
2.1.2 Nœuds, branches, mailles ................ 56
2.1.3 Problème d’électricité .................. 57
2.2 Méthode de Kirchhoff ..................... 58
2.2.1 Problématique ....................... 58
2.2.2 Choix des équations indépendantes .......... 59
2.3 Principe de superposition .................. 67
2.3.1 Principe physique ..................... 67
2.3.2 Principe de superposition en électricité ........ 68
2.3.3 Énoncé ........................... 70
2.3.4 Extinction d’une source ................. 70
2.3.5 Exercices corrigés .................... 72
2.4 Théorème de Millman .................... 81
2.4.1 Énoncé général ...................... 81
2.4.2 Le circuit à deux nœuds ................. 85
2.4.3 Énoncé du théorème de Millman dans les circuits
à deux nœuds : motif de Millman ............ 86
2.5 Théorèmes du dipôle linéaire ................ 101
2.5.1 Dipôles ........................... 101
2.5.2 Dipôles actifs et dipôles passifs ............. 102
2.5.3 Dipôles linéaires ..................... 104
2.5.4 Théorème de Thévenin ................. 107
2.5.5 Mesure de Rθpar la méthode de la demi-tension ... 119
2.5.6 Associations de sources de tension .......... 121
2.5.7 Théorème de Norton ................... 123
2.5.8 Associations de sources de courant .......... 132
2.5.9 Transformation Thévenin-Norton ............ 133
3 Du régime variable au régime alternatif sinusoïdal 141
3.1 Représentation temporelle et grandeurs caractéristiques 141
3.1.1 Régime périodique .................... 142
3.1.2 Régime alternatif ..................... 146
3.1.3 Régime alternatif sinusoïdal ............... 148
3.1.4 Caractérisation d’un signal périodique ......... 151
3.2 Puissances électriques en régime alternatif ........ 158
3.2.1 Puissance et grandeurs associées ........... 159
3.2.2 Théorème de Boucherot ................ 166
3.3 Composants réactifs ..................... 168
II