ELEMENTS DE CIRCUITS ELECTRIQUES PARTIE 1

ELEMENTS DE CIRCUITS ELECTRIQUES
Patricia ROUSSEAUX
D´ ept. d’Electricit´ e, Electronique et Informatique
CIRCUITS 1 - 1
PARTIE 1 :
DEFINITIONS ET HYPOTHESES DE BASE
LOIS DE KIRCHHOFF
CIRCUITS RESISTIFS SIMPLES
CIRCUITS 2 - 2

2.1 UN CIRCUIT ELECTRIQUE C’EST
Un ensemble de composants ´ electriques interconnect´ es et dot´ es de points
accessibles ` a l’observation (bornes), ` a la mesure.
Grande vari´ et´ e du point de vue
•domaine d’application : omnipr´ esents dans la vie courante et toutes les
techniques
•taille : circuits int´ egr´ es (qq mm2) vs grands r´ eseaux de transport de l’´ energie
´
electrique (qq 100taines km)
•tensions utilis´ ees : qq µV jusqu’` a 100taines de kV
•fr´ equence des signaux : qq Hz ` a 10aines de GHz
•puissance : qq mW ` a plusieurs 10aines de milliers de MW
CIRCUITS 2 - 3
2.2 POUR LA THEORIE DES CIRCUITS, UN CIRCUIT ELECTRIQUE C’EST
Un ensemble d’´ el´ ements id´ eaux interconnect´ es
Analyse des propri´ et´ es et du comportement ´ electrique des circuits; calcul des
courants et des diff´ erences de potentiel aux bornes des ´ el´ ements.
conducteur ”parfait”
noeud
branche
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Syst` eme ´ electrique Mod`
ele de circuit ´ electrique
+
−
Rf1 Rc1
vs
Rf2
Rc2
Rℓ
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3 grandes cat´ egories :
•´
el´ ements qui fournissent de l’´ energie ´ electrique : sources, g´ en´ erateurs
•´
el´ ements qui consomment de l’´ energie ´ electrique : charges
•´
el´ ements “lien” g´ en´ erateur - charges
CIRCUITS 2 - 6

2.3 VARIABLES FONDAMENTALES : TENSION ET COURANT
Les ph´ enom` enes ´ electriques sont li´ es :
•`
a l’existence de charges ´ electriques de deux types : + et -
•`
a la force d’attraction/repulsion qui existe entre des charges de signe
diff´ erent/de mˆ eme signe
Et plus pr´ ecis´ ement :
•aux charges ´ electriques en mouvement : courant
•`
a l’existence de charges maintenues s´ epar´ ees : tension
CIRCUITS 2 - 7
1. Courant
Courant ´ electrique : flux des charges le long des lignes de force du champ
´
electrique
Intensit´ edu courant : d´ ebit
i=dq
dt
Unit´ e : Amp` ere (A)slide
Intensit´ e de 1 A : une charge de 1 C traverse par seconde la section droite d’un
conducteur.
Par convention : courant positif ↔mouvement de charges positives
Mˆ eme si le plus souvent, ce sont des charges n´ egatives (´ electrons) qui se
d´ eplacent.
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2. Tension ou diff´ erence de potentiel
Force (champ) ´ electrique ↔´
energie potentielle w
Potentiel ´ electrique v=´ energie potentielle par unit´ e de charge
Travail produit par le passage de charges ` a travers un ´ el´ ement ⇒diff´
erence de
potentiel ou tension entre les bornes de l’´ el´ ement.
u12 =dw
dq =R2
1−→
E .−→ dℓ
u12
1
2
+
-
Unit´ e : Volt (V)
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3. Dipˆ ole et sens conventionnels
Dipˆ ole = ´ el´ ement id´ eal ` a deux bornes caract´ eris´ e par
la paire de variables tension/courant (u, i).
+
−
i
i
u
Dans un circuit, un dipˆ ole occupe une branche. On d´ esigne par noeud un point du
circuit auquel aboutissent plusieurs branches
•u(t) = v+(t)−v−(t): tension de branche ou d.d.p. entre les deux bornes
•i(t): courant parcourant l’´ el´ ement, le courant entrant par une borne est ´ egal
au courant sortant par l’autre (pas d’accumulation de charges dans l’´ el´ ement)
•dipˆ ole caract´ eris´ e enti` erement par la relation entre les variables uet i:
exemple u=Ri pour une r´ esistance
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