Electricité

ELECTRICITE
● Sens conventionnel du courant:
→ Pôle négatif (–) = électrons en surnombre
→ Pole positif (+) = électrons en manque
Cependant: courant considéré comme allant du + au –
● Générateur de courant continu:
→ Courant circulant toujours dans le même sens
→ Ex: pile, accumulateur (batterie), dynamo
● Générateur de courant alternatif:
→ Pôle tantôt positifs, tantôt négatifs
→ Le courant change de signe alternativement
● Circuits:
→ Circuit ouvert = circuit interrompu
→ Circuit fermé = circuit établi
● Définitions:
→ Générateurs: système capable de mettre en mouvement des électrons
→ Récepteurs: appareils qui reçoivent et transforment l'énergie électrique
→ Conducteur: ce qui permet l'acheminement des électrons
→ Interrupteurs: appareils d'ouverture et de fermeture des circuits
→ Appareils de sécurité: fusibles, disjoncteurs
→ Appareils de mesure: voltmètre, ampèremètre, ohmmètre
→ Rhéostat: appareil permettant de faire varier l'intensité en ampères
→ Potentiomètre: " " " " " la tension en volts
● 1er effet (chaleur):
→ Passage du courant = dégagement de chaleur
→ Un fil est en soi une résistance = récepteur thermique (Ex: radiateur)

→ Electrons circulant dans atomes = chocs
→ Echauffement constaté = perte d'énergie par frottement
● 2ème effet (chimique):
→ Fil remplacé par solution liquide
→ 2 électrodes: 1 + (anode), 1 – (cathode)
→ Décomposition chimique de la solution (électrolyse)
→ D'où: récepteur chimique (électrolyseur)
● 3ème effet (magnéto mécanique):
→ Le courant déplace un aimant
→ Sens déterminé courant = sens déplacement aimant
→ Sens inverse courant = sens inverse aimant
● Newton (N):
→ Force sur 1 kg = vitesse 1 m / seconde
● Joule (J):
→ Force de 1 N déplacée sur 1 m = travail de 1 joule
● Couple de forces:
→ Deux force parallèles, égales et de sens contraire
→ Moment = efficacité du couple
● Puissance (P):
→ Unité = Watt (W)
→ Puissance fournie de 1 J pendant 1 seconde
● Notion rendement/perte d'énergie:
→ Energie perdue = énergie totale – énergie utile (Wp = Wt – Wu)
● Quantité d'électricité (Q):
→ Volume d'hydrogène suite à électrons traversant une cuve chimique
→ Unité: Le Coulomb (C)
→ C = quantité équivalente au dépôt d'argent en mg sur la cathode

● Intensité d'un courant:
→ Nombre de Coulombs débité en 1 seconde
→ Unité: l'Ampère (A): intensité d'1 courant qui débite 1 C pendant 1 sec
→ Ampère-heure (Ah): quant. d'élec. transportée par 1 A pendant 1 heure
Plusieurs récepteurs groupés en série sont parcourus par le même courant.
Le courant divisé à une répartition est le même à son entrée et à sa sortie
● Différence De Potentiel d.d.p. (U) ou tension d'un courant:
→ Ente le + et –, une certaine partie d'énergie potentielle est abandonnée
→ Celle-ci est transformée en travail mécanique par un récepteur/moteur
→ U = la différence entre les bornes d'un générateur
→ U = rapport: énergie perdue entre les 2 / quantité d'électricité y passant
→ U = W/Q ou: énergie perdue (joules) / quantité d'électricité (coulomb)
→ Unité: le Volt (V)
→ Déf: ddp de 1 V entre 2 points si 1 C passant laisse l'énergie de 1 J
→ Voltmètre branché en dehors du circuit = en dérivation (parallèle)
● Force électromotrice (f.é.m.):
→ Notée E (en volts)
→ Maximum de volts que peut fournir un générateur circuit ouvert
→ Ce nombre est mesuré par le voltmètre (générateur ne débitant pas)
→ Transformation énergie mécanique en énergie électrique (dynamo)
Plusieurs récepteurs groupés en parallèle sont soumis à la même d.d.p.
Récepteurs en série: d.d.p. aux bornes = somme des d.d.p. successives
En série: + − + − + − + − (dans la continuité du circuit)
→ Dans ce cas: addition des tensions (+ de voltage)
En parallèle: + + + + − − − − (à côté du circuit)
→ Dans ce cas addition des intensités (+ d'ampérage)
En parallèle et en série: + + − − + + − −
→ 2 x 2 éléments de 12 V en série = circuit en 24 V
→ 2 x 2 éléments à 80 Ah, I = 320 Ah
● Force contre-électromotrice (f.c.é.m.):

→ Notée E' (en volts)
→ Transformation énergie électrique en énergie mécanique (récepteur)
● P = U x I:
→ Volts x Ampères = Watts
→ Puissance dépensée proportionnelle à:
→ d.d.p. à ses bornes
→ intensité du courant qui le traverse
→ PUIssance: 1 V = d.d.p. d'un fil parcouru par 1 A dissipant 1 W
→ L'énergie électrique dépensée par un récepteur est proportionnelle à:*
→ Tension maintenue aux bornes de ce récepteur
→ Intensité du courant qui le traverse
→ Temps d'utilisation
→ U x I x t = W (mesuré par un wattmètre)
→ Volts x Ampères x heures = Wattheures (voir compteur électrique)
→ Wattheure = unité de la puissance consommée par heure
● Notion de résistance (R):
→ Dépend de la difficulté qu'éprouve le courant à passer
→ Intensité faible = conducteur + résistant
→ Intensité forte = conducteur – résistant
→ Unité: l'ohm (Ω)
→ La résistance d'un conducteur est:
→ Proportionnelle à la longueur de ce conducteur
→ Inversement proportionnelle à la section de ce conducteur
→ Résistance = rapport constant entre:
→ La tension aux bornes du conducteur
→ L'intensité du courant qui y passe
→ D'où: U = R x I
● Densité de courant:
→ Nbre d'A que l'on peut admettre par mm² de section dans un conduct.
→ Densité de courant en – quand section du conducteur en +
→ Importance du refroidissement
→ Court-circuit = 2 conducteurs réunis par une faible résistance (chaleur)
● Induction électromagnétique:

→ Un courant, comme aimant, produit un champ magnétique
→ Celui-ci est caractérisé par une grandeur vectorielle: l'induction
→ Solénoïde = aimant dont on peut calculer l'induction en son centre
● Courant alternatif:
→ Courant qui change de sens plusieurs fois par seconde
→ La rotation d'un cadre, dans un champ d'induction, produit une f.é.m.
→ Cette f.é.m. est dite "d'induction alternative" car sa valeur "alterne"
→ Notion d'alternance positive et d'alternance négative
→ Période: + court intervalle de T séparant 2 état électriques identiques
→ Fréquence: nombre de périodes dans une seconde (norme = 50 Hz)
→ Amplitude: valeur max prise par le courant à chaque alternance
→ Pulsation: vitesse angulaire du cadre tournant dans le champ/induction
→ Déphasage: 2 courants n'étant pas maximaux et nuls simultanément
● Puissances:
→ Apparente: puissance mesurée par U x I
→ Active : transformée par récepteur en énergie nouvelle récupérable
→ Réactive: réaction magnétique du récepteur, donc magnétisante
→ Condensateur: générateur de puissance réactive
→ 5 formes de puissance:
1- Puissance apparente (mesurable et encore non transformée)
2- Puissance réactive (magnétisante), donc perdue
3- Puissance active, laquelle donne:
4- Puissance mécanique utile (Pu)
5- Puissance perdue:
→ Par frottements électriques (effet Joule / pertes dans le fer)
→ Par frottements mécaniques (courroie poulie)
● Intensités:
→ Efficace: qui passe dans la ligne, mesurée par ampèremètre
→ Active: productrice de puissance mécanique ou calorifique
→ Réactive: sert à créer des champs d'induction dans les récepteurs
● Facteur de puissance:
→ Soit cos φ, l'angle du déphasage de la tension sur l'intensité
→ Cos φ sert à déterminer le facteur de puissance d'une installation
→ Le facteur de puissance sert à calculer la puissance perdue
→ La puissance perdue est due à l'effet Joule