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Eduardo Sanchez
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Introduction aux
circuits électriques
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Introduction
Dans le modèle atomique de Bohr, des électrons tournent autour
d'un noyau composé de neutrons et protons
Ayant des charges opposées, les électrons et les protons
s'attirent, assurant la cohésion des atomes (comment les protons
restent-ils ensemble, malgré le même type de charge? Ceci n'est
pas un cours de physique...)
Il faut de l'énergie pour maintenir éloignées des particules avec
des charges opposées: c'est de l'énergie potentielle
Un type courant d'énergie potentielle est l'énergie
gravitationnelle: en soulevant un objet, il acquiert de l'énergie
potentielle, convertie en énergie cinétique lorsqu'il tombe.
L'énergie potentielle est proportionnelle à la masse et à la
hauteur de l'objet

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En électricité, la quantité analogue à la hauteur en gravitation est
le voltage: augmenter le voltage d'une charge électrique amène
une hausse dans son énergie potentielle
L'énergie potentielle est toujours relative à un point de référence
En mesurant le voltage, c'est toujours par rapport à un point de
référence appelé la terre (ground). Il n'existe donc pas un voltage
0 absolu
Voltage
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Courant électrique
Le courant électrique est une mesure de la quantité de charge qui
circule sur une ligne d'un circuit
Unités de mesure:
•charge: colomb
•voltage: volt
•courant: ampère (colomb/seconde)
Le courant est donc le résultat d'un déplacement d'électrons.
Mais, par convention, le sens du courant est celui que prendraient
des charges positives

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Circuit électrique
Lois de Kirchho:
•loi des voltages: la somme des voltages autour d'une boucle est 0
•loi des courants: la somme des courants en tout point d'un circuit est 0
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Loi d'Ohm et résistance
Le courant circulant entre deux points est fonction, bien entendu,
du voltage entre les deux points, mais également de la résistance
électrique entre les deux points, mesurée en ohms
Loi d'Ohm:
•V = R x I
Résistances en série:
•Rtotale = R1 + R2 + ... + Rn

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Résistances en parallèle:
•1/Rtotale = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
On peut voir des résistances en série comme des diviseurs de
voltage et des résistances en parallèle comme des diviseurs de
courant
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Puissance
Chaque fois qu'un courant électrique circule à travers une
diérence de voltage, il y a une production de chaleur
On appelle dissipation de puissance, P, le taux de conversion de
l'énergie électrique en chaleur
P = I2 x R = V2/R
L'unité de mesure de la puissance est le watt

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Sources de voltage
Une source de voltage idéale crée une diérence de voltage entre
ses terminaux qui est indépendante du courant circulant entre
ces mêmes terminaux
En fait, lorsqu'on tire du courant d'une batterie, son voltage
diminue
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Capacitance électrique
Un condensateur est un dispositif capable de stocker de la charge
électrique
Le condensateur le plus simple est fait avec deux plaques
métalliques mises en parallèle. Si des électrons sont enlevés
d'une plaque et mises dans l'autre, un voltage est créé entre les
deux plaques
La capacitance du condensateur, mesurée en farads, est le
rapport entre la charge et le voltage:
•C = Q / V