Dpt Mesures Physiques COURANT ELECTRIQUE La vitesse de

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Dpt Mesures Physiques
COURANT ELECTRIQUE
La vitesse de déplacement des électrons est lente (ce n’est pas la vitesse de la lumière !!!)
Charge électrique d’un électron : q
e
= - 1,6.10
-19
C
Intensité du courant électrique :
Si quel que soit t, on a i(t) = cste, alors le courant est continu. Noté en majuscules : I.
LOI DES NOEUDS
FICHE REVISION : ELECTRICITE
1 - Le courant
e
-
Courant électrique
: mouvement d’ensemble des électrons
libres du métal conducteur
Tous les électrons se mettent en mouvement en même temps,
en tout point du circuit
i = dq / dt = dN q
e
/ dt
quantité dq d’électricité traversant une section
droite de conducteur pendant une durée dt.
dN : nombre d’électrons.
Orienter les courants sur les conducteurs (sens arbitraire)
somme des courants entrants = somme des courant sortants :
i
1
+ i
2
+ i
3
= i
4
+ i
5
i
5
i
1
i
2
i
3
i
4
i en ampères A
dq en Coulomb C
dt en secondes s

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TENSION OU DDP
Tension : force électromotrice En effet :
Tension : différence de potentiel (ddp) => toujours entre deux points
Potentiel : Tension entre un point et la masse (potentiel de référence nul)
Convention récepteur :
Convention générateur :
La tension s’exprime en Volts V
LOI DES MAILLES
Tension délivrée par le générateur
Champ électrique E dans le conducteur
Force sur cha
que électron F = qE
Mouvement d’ensemble des électrons
Courant électrique
Le générateur de tension est comme une
pompe ou une différence de hauteur dans un
système hydraulique
: Il est nécessaire pour
obtenir un courant.
A
B
v
A
v
B
u = v
A
- v
B
i
i
u
u
1
u
4
u
3
u
2
Définir un sens de parcours positif pour la maille.
Compter + les tensions dans le même sens et –
celles
dans le sens opposé, la somme algébrique étant
nulle :
Ex : u
1
– u
2
– u
3
+ u
4
= 0
FICHE REVISION : ELECTRICITE
2 – La tension

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DIVISEUR DE TENSION
THEOREME DE MILMANN
SUPERPOSITION
RESISTANCES
Loi d’Ohm :
Groupement de résistances
En série : En parallèle :
u = R i
i R
u = - R i
i
R
Convention récepteur OK
Convention récepteur non
respectée, à éviter.
Plus R augmente,
plus i diminue
R
1
R
2
R
3
R
éq
= R
1
+ R
2
+ R
3
1/R
éq
= 1/R
1
+ 1/R
2
+ 1/R
3
R
1
R
2
R
3
R
1
R
2
u(t)
v(t) = R
2
u(t) / [ R
1
+ R
2
]
R
1
u
1
R
2
u
2
R
3
u
3
u
1
/R
1
+ u
2
/R
2
+ u
3
/R
3
u =
1/R
1
+ 1/R
2
+ 1/R
3
Attention
: Le théorème de
Mill
mann découle de la loi des
nœuds. C’est pourquoi, il ne
faut prendre en compte que les
branches qui amènent au nœud
et dans lesquelles circule un
courant.
L’absence de générateur dans une branche fait
disparaître le terme correspondant au
numérateur (0/R
) mais pas au dénominateur.
Attention
: La formule n’est
applicable que si il y a même courant
dans les deux résistances
u
1
u
2
v
R
1
R
2
R
2
u
1
+ R
1
u
2
R
1
+ R
2
u =
On applique deux fois le
diviseur de tension en
considérant l’action d’une
tensio
n u quand l’autre est
court-circuitée.
FICHE REVISION : ELECTRICITE
3 – Les formules

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CONDENSATEUR
En continu : Le condensateur se comporte comme un circuit ouvert
En régime variable : i et u sont variables dans le temps
Le condensateur est un réservoir de charge. A moins d’un débit (d’une intensité du
courant) infini, la quantité de charge dans le condensateur ne peut pas varier
instantanément, q(t) ne présente pas de discontinuité. Par suite u(t) proportionnelle à q(t)
ne présente pas de discontinuité.
En régime sinusoïdal :
U
max
/ I
max
= 1 / (Cω) et ϕ
u/i
= - π/2
Impédance complexe : Z
c
= [ 1/(Cω) ; -π/2 ] = [1/(Cω)] e
– j
π
/2
= 1 / [jCω] = - j /[Cω]
L’impédance d’un condensateur dépend de sa capacité et de la fréquence d’utilisation.
Cas extrêmes :
En continu : ω -> 0 En hautes fréquences : ω ->+∞
1/(Cω) ∝ +∞ quand ω ∝ 0 1/(Cω) ∝ 0 quand ω ∝ +∞
i
u
i = dq / dt q = C u
i = C du / dt
i en ampères A
dq en Coulomb C
dt en secondes s
C capacité en Farad F
U tension en Volt V
C = circuit ouvert
C = court circuit
On comprend qu’un circuit comportant au
moins un condensateur se comporte
différemment selon la fréquence du
courant.
FICHE REVISION : ELECTRICITE
4 - Le condensateur
FICHE REVISION : ELECTRICITE
5 – La bobine

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BOBINE
En continu : La bobine se comporte comme un circuit fermé
En régime variable : i et u sont variables dans le temps
La variation du courant engendre une variation du flux propre à travers la bobine. Cela
fait apparaître une fem induite s’opposant à la variation du courant.
La fem induite est d’autant plus forte que la variation du courant est brutale (di/dt grand).
La fem induite e = - L di/dt engendrée dans la bobine est orientée avec la convention
générateur, donc de sens opposé à u
L
.
En régime sinusoïdal :
U
max
/ I
max
= Lω et ϕ
u/i
= π/2
Impédance complexe : Z
c
= [ Lω ; π/2 ] = Lω e
j
π
/2
= jLω
L’impédance d’une bobine dépend de son inductance et de la fréquence d’utilisation.
Cas extrêmes :
En continu : ω -> 0 En hautes fréquences : ω ->+∞
Lω ∝ 0 quand ω ∝ 0 Lω ∝ +∞ quand ω ∝ +∞
u
L
= L di / dt
i en ampères A
L en Henry H
dt en secondes s
u tension en Volt V
L = court circuit
L = circuit ouvert
On comprend qu’un circuit comportant au
moins une bobine se comporte différemment
selon la fréquence du courant.
i
u