I. Electricité continue 2. Le courant électrique

Electricité
Cécilia GAUVIN
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Septembre 2012
Plan principal
I.
Electricité continue
II. Régime sinusoïdale
III. Dipôle RLC
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Cécilia GAUVIN septembre 2012
I.
Electricité continue
1. Introduction
2. Le courant électrique
3. La tension électrique
4. Lois dans un circuit
5. Quelques dipôles particuliers
6. Amplificateur Opérationnel
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I.
Electricité continue
1.
Introduction
• Description pour la première fois du phénomène (électricité
statique et magnétisme) en 600 av. JC par Thales de Milet.
• Terme « électricité » inventé en 1600 par William Gilbert, qui
différencie corps électrique et magnétique.
• 1733, Du Fay fait la distinction entre charges positives et
négatives, mais c’est Coulomb qui en énonce les lois.
• 1799, Allexandro Volta crée la première pile électrique.
• En 1820 André-Marie Ampère découvre le magnétisme et
l’électrodynamique.
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I.
Electricité continue
2.
a)
Le courant électrique
Définition
Déplacement de charges électriques
Dans un métal : e–
Dans une solution saline : ions
eSens
conventionnel
du courant
électrique
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+
Sens réel du
déplacement
des électrons
-
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I.
Electricité continue
2.
b)
Le courant électrique
Intensité du courant électrique
• La section S du conducteur métallique est traversée par une certaine
quantité d’électrons.
Cette quantité d’électricité traversant S est notée Q et
s’exprime en Coulomb (C).
avec ne- le nombre d’électron traversant S,
−
Q
Q
=
ne
×
I =
et e la charge élémentaire, e = 1,6.10-19 C
e
t
• L’intensité du courant I est définie par la quantité d’électricité
traversant S pendant un temps t
elle est en Ampère (A)
avec Q la quantité d’électricité (C),
et t le temps (s).
e-
eS
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I.
Electricité continue
2.
b)
Le courant électrique
Intensité du courant électrique
• I se mesure avec un ampèremètre
en série
Par convention, I est + lorsqu’elle est orientée de la borne + vers • Dans un circuit en série, l’intensité du courant est la même en
tout point de ce circuit.
• Loi des nœuds :
La somme des intensités des courants électrique qui entre
dans un nœud est égale à la somme des intensités des
courants qui en sorte.
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I.
Electricité continue
3.
a)
La tension électrique
Définition
• Différence de quantité de charges entre deux points A et B. chacun de ces
points ont un potentiel électrique (VA et VB respectivement)
b)
Différence de potentiel (ddp)
B (VB)
A (VA)
• C’est la différence de potentiel entre A et
B qui introduit une tension électrique UAB
UAB= VA - VB
• Cette ddp s’exprime en Volt (V) et se mesure à l’aide d’un
voltmètre
branché en dérivation entre le point A et B (ici B est relié à la
borne COM)
• C’est une grandeur algébrique : UAB = -UBA
• VM = 0
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I.
Electricité continue
3.
La tension électrique
• Loi d’additivité des tensions
UAC = UAB + UBC
UAC
A
Tension d’un fil : O V
B
UAB
C
UBC
UAB
A
C
B
UCD
UAB = UCD = UEF
D
UEF
E
F
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I.
Electricité continue
4.
Lois dans un circuit
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I.
5.
a)
Electricité continue
Quelques dipôle particuliers
Conducteur ohmique
A
I
B
• loi d’Ohm:
UAB = R x I
• Un conducteur ohmique reçoit de l’énergie
électrique et la transforme en chaleur (effet
Joule).
• Il est délimité par la tension maximale à
ses bornes et par un courant d’intensité
maximale qui le traverse.
Pelect = U x I
Pelect est en Watt (W), U en Volt (V) et I en
Ampère (A).
• On a également : Pelect = R x I2
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UAB
UAB(V)
R
I (A)
• Le rhéostat :
conducteur ohmique
de résistance variable
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I.
5.
b)
Electricité continue
Quelques dipôle particuliers
Générateurs
N
P
I
• UPN = E – r x I
+
Avec E, la force électromotrice (fem) (V),
r, la résistance interne de la pile (Ω)
• Une pile transforme l’énergie
chimique en énergie électrique et en
chaleur
UPN
UPN(V)
E
• Sources idéales :
r
De tension
UPN = E (r = 0)
I (A)
De courant
I = Cst
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