Résumé des notions d`électricité

Résumé des notions d'électricité
Introduction
Au cours de ce recueil, vous apprendrez comment mesurer certaines grandeurs
liées aux circuits électriques.
Vous découvrirez
l'intensité du courant qui montre si le courant électrique est fort ou pas ;
la tension électrique qui montre la diérence d'un point de vue électrique entre
deux endroits du circuit ;
la résistance qui montre si un dipôle résiste fortement ou pas au passage du
courant.
Pour avoir une idée de ce que représentent l'intensité du courant et la tension, on
peut faire une analogie avec le cours d'eau d'une rivière : la tension est la diérence
d'altitude entre deux points de la rivière, et l'intensité du courant est le débit de
l'eau de la rivière.
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Intensité du courant
1
L'ampèremètre
Pour mesurer l'intensité d'un courant, le multimètre est utilisé en ampèremètre,
et est branché en série.
Le symbole de l'ampèremètre est
L'unité de l'intensité est l'ampère, de symbole A.
1.1
Son utilisation
Je souhaite mesurer l'intensité du courant qui
passe en un point du circuit.
1. J'éteins le générateur.
2. J'ouvre le circuit à l'endroit que je veux
étudier.
3. Je place l'ampèremètre dans le circuit. Je
relis l'ampèremètre au circuit électrique par
deux ls :
• le courant arrive dans l'ampèremètre par
la borne 10 A
• le courant sort de l'ampèremètre par la
borne COM
4. J'allume le multimètre et je place le sélecteur
sur le calibre 10 A.
5. J'allume le générateur.
6. Sur l'écran s'ache une valeur :
si la valeur est inférieure à 0,2 A
j'éteins le multimètre. Je débranche le
l de la borne 10 A et le rebranche
à la borne mA. Je place le sélecteur
sur le plus grand calibre (200 mA
généralement). J'allume le générateur.
Je diminue le calibre jusqu'à avoir la
valeur la plus précise.
si la valeur est supérieure ou égale à 0,2 A
je ne change rien.
1.2
Remarques
Il ne faut pas oublier que l'ampèremètre se branche en série dans le circuit,
sinon il risque d'être détruit.
3
S'il apparaît le message 1. , cela signie qu'il y a une erreur. Le calibre
choisi n'est pas adapté.
2
Dans les circuits en série
Après avoir mesuré l'intensité du courant I1 qui sort du générateur, l'intensité du
courant I2 qui sort de la lampe, et l'intensité du courant I3 qui sort du résistor, j'ai
pu constaté que ce que j'avais d'abord imaginé n'était pas correct.
En eet, les trois intensités I1 , I2 , et I3 sont égales.
J'en conclus que dans un circuit en série, l'intensité du courant est la même partout
(loi d'unicité de l'intensité).
3
Dans les circuits comportant des dérivations
Avec des circuits qui comportent des dérivations, il existe une relation entre les intensités des courants avant et après la dérivation.
Ici, la relation est I1 = I2 + I3 .
4
Dans un circuit comportant des dérivations, comme le circuit ci-contre, on dénit
les termes suivants :
un n÷ud
B)
départ ou arrivée d'une dérivation (ici A et
zone sans dérivation comprise entre
deux n÷uds, et où se trouve au moins un dipôle.
On trouve :
la branche principale (branche qui contient
le générateur)
les branches dérivées
une branche
Dans ce cas, la relation que j'ai trouvée précédemment peut se traduire par : dans un
circuit comportant des dérivations, l'intensité dans la branche principale est égale à
la somme intensités dans les branches dérivées (loi des n÷uds, ou loi d'additivité
des intensités).
5
Tension électrique
4
Le voltmètre
Pour mesurer la tension entre deux points dans un circuit électrique, le multimètre est utilisé en voltmètre, et est branché en dérivation.
Le symbole du voltmètre est
L'unité de la tension est le volt, de symbole V.
4.1
Son utilisation
Je souhaite mesurer la tension aux bornes
d'un dipôle.
1. J'éteins le générateur.
2. Je place le voltmètre à côté du dipôle
étudié. Je relis le voltmètre au dipôle
par deux ls :
• la borne + est réliée au voltmètre à
la borne V
• la borne - est réliée au voltmètre à la
borne COM
3. J'allume le multimètre et je place le
sélecteur sur le plus grand calibre dans
la partie V
4. J'allume le générateur.
5. Sur l'écran s'ache une valeur. Je
diminue le calibre jusqu'à avoir la
valeur la plus précise.
6
5
Dans les circuits en série
Après avoir mesuré la tension UL aux bornes de la lampe, la tension UR aux bornes
du résistor, et la tension U aux bornes de l'ensemble lampe-résistor, je constate que
U est égale à la somme de UL et UR .
J'en conclus que, pour des dipôles en série, la tension aux bornes de l'ensemble de
ces dipôles est égale à la somme des tensions aux bornes de chacun des dipôles (loi
d'additivité des tensions).
6
Dans les circuits comportant des dérivations
Après avoir mesuré la tension U2 aux bornes de la lampe L2 et la tension UR aux
bornes du résistor, je constate que U2 est égale à UR .
J'en conclus que, pour des dipôles en dérivation, les tensions aux bornes de chacun
des dipôles sont égales (loi d'unicité des tensions).
7
Résistance
7
L'ohmmètre
Pour mesurer la résistance d'un résistor, le multimètre est utilisé en ohmmètre.
Le symbole de l'ohmmètre est
L'unité de la résistance est le ohm, de symbole Ω.
7.1
Son utilisation
1. J'éteins le générateur
2. Je retire du circuit le résistor dont je veux mesurer la résistance.
3. Je relis
• une borne du résistor à la borne Ω du multimètre.
• l'autre borne du résistor à la borne COM du multimètre.
4. J'allume le multimètre et je place le sélecteur sur le plus grand calibre.
5. Sur l'écran s'ache une valeur. Je diminue le calibre jusqu'à avoir la valeur la
plus précise.
7.2
Remarques
Il est possible de connaître la valeur de la résistance d'un résistor sans utiliser
d'ohmmètre. Pour cela, on utilise les anneaux colorés que l'on peut voir sur le résistor.
Le code des couleurs
Utilisation du code des couleurs
Voici comment utiliser le code des couleurs.
Pour trouver la résistance R du résistor, je regarde dans le tableau :
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la valeur correspondant à la couleur du premier anneau (ici 4).
la valeur correspondant à la couleur du deuxième anneau (ici 0).
le coecient multiplicateur correspondant à la couleur du troisième anneau
(ici 105 ).
R = 40 × 105 Ω
La résistance est de 40 × 105 Ω, c'est-à-dire 4 × 106 Ω (soit 4 MΩ).
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Dans les circuits en série
Quand on insère un résistor dans un circuit en série, l'intensité du courant diminue.
Si on remplace le résistor par un autre de résistance plus élevée, l'intensité du courant
dans le circuit diminue encore plus.
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Conducteur ohmique
Dans le circuit ci-dessus, si je complète le tableau et le graphique qui suivent, je
remarque quelque chose de particulier.
Resistance du résistor (Ω)
Intensité (A)
Tension (V)
T ension
Intensite
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T ension
est toujours le même, et qu'il est égale à la
Je constate que le rapport
Intensite
résistance du résistor utilisé. De plus, sur le graphique, la courbe est une droite qui
passe par l'origine du repère.
J'en conclus que la tension aux bornes d'un résistor est proportionnelle à l'intensité
du courant qui le traverse (loi d'Ohm). Le coecient de proportionnalité correspond à la résistance du résistor.
Je peux le résumer par :
U est la tension aux bornes du résistor (V)
R est la résistance du résistor (Ω)
U = R × I où
I est l'intensité du courant qui traverse le résistor (A)
Un conducteur ohmique est un conducteur qui suit la loi d'Ohm. Tous les résistors
sont des conducteurs ohmiques.
Remarque : la droite qui montre l'évolution de la tension aux bornes d'un dipôle
quelconque en fonction de l'intensité du courant qui le traverse s'appelle une caractéristique.
Vous avez précédemment tracer la caractéristique d'un résistor.
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