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#0706
Circuits électriques
Karel Lemr
http://physique.hopto.org
Image: Carte de son Creative Live! Value
Tension et courant électrique

La tension électrique U [V] désigne la différence des potentiels
électriques:
A
B
++ +
++ +
++ +
++ +

U AB 0
- - - - - - - - -
L'intensité du courant électrique I [A] – déplacement de la charge
A
B
électrique (de + vers -):
++ +
- - I
- +
+
Q
- - I=
++ + +
+
t
- - ++
Conducteur ohmique

La relation entre la tension et le courant électrique – la loi d'Ohm:
I
U
Résistance R []
I
=R
U

Un conducteur ohmiqie = un conducteur sur lequel la loi d'Ohm est
valable
Récepteurs actifs et passifs

Un récepteur = un appareil dans un circuit électrique, qui convertit
l'énergie électrique en autre forme de l'énergie.

Un récepteur passif = un récepteur, qui
convertit l'énergie électrique en chaleur
Q
E él
(une ampule).

Un récepteur actif = un récepteur, qui
convertit l'énergie électrique en chaleur et
encore une autre forme de l'énergie
(un moteur).
Q
E él
E autre
Énergie électrique

L'énergie électrique reçue = travail du courant électrique
W él =U I  t
I
Résistance R []
U

La puissance électrique
P=
W él
t
=U I
Effet Joule

Effet Joule – caractérise des pertes énergétiques dûes à la chaleur

Un conducteur ohmique:

W él
2
Q=R I  t
Bilan énergétique d'un récepteur passif – toute énergie
électrique est convertie en chaleur par l'effet Joule

Q
Le passage du courant électrique dans un conducteur ohmique libère
de la chaleur

U =R I
La puissance de l'effet Joule:
P J =R I 2
Bilan énergétique d'un récepteur actif

L'énergie électrique est convertie en chaleur + une autre forme de
l'énergie

L'énergie de la chaleur est perdue dans l'environnement

L'énergie qui peut être utilisé = énergie utile

Loi de conservation d'énergie nous donne:
E él =E utile Q
Q=r I 2  t
Q
E él
Résistance interne
E utile
P él =P utile P J
Générateurs électrique

Un générateur électrique convertit une énergie quelconque en
énergie électrique
Q
Pertes énergétiques
E reçue
E él

Énergie solaire: cellules photovoltaïques

Énergie chimique: pilles ordinaires

Énergie mécanique: dynamos

Énergie nucléaire: réacteur nucléaires
Bilan énergétique d'un générateur

La loi de conservation d'énergie:
P
E reçue=E él Q
l'effet Joule:

Un circuit ouvert:

Q=r I 2  t
On mesure une tension aux bornes d'un générateur = force
U PN =E
Circuit fermé:
E reçue=E él Q
N
U PN
I =0
électro-motrice E [V]

E ,r
P reçue =P él P J
EI =U PN I r I 2
U PN =E −r
I
r
Résistance interne
Circuit électrique

Composition en série:

Un générateur – crée une tension électrique dans le circuit:
P
E ,r
Composition parallèle:
N
U PN =E −r I
U PN

Un récepteur – consomme une tension électrique dans le circuit:
A
R
U AB
B
U =RI
1ère loi de Kirchhoff

1. Dans un circuit fermé la tension crée par les générateurs est égale
à la tension consommée par les récepteurs
E
G
P= A
R
U PN =U AB
E =RI
N =B
G2
R2
G1
R1
G3
R3
∑ U générateurs =∑ U récepteurs
2ème loi de Kirchhoff

Dans un noeud le courant électrique total arrivant est égale au
courant électrique total sortant.
∑ I arrivant =∑ I sortant
Générateurs dans un circuit

Générateur avec une résistance interne peut être remplacé par un
générateur sans résistance interne et une résistance en série.
E ,r
P
N
P
U PN

E
r
N
U PN
La tension électrique créée par plusiers générateurs en série est
égale à la somme de leurs tensions
P
E 1, r 1
U1
E 2, r 2
U2
E 3, r 3
U3
N
U PN =U 1U 2 U 3=∑ U i
Résistances dans un circuit 
La résistance totale des résistances en série est égale à leur somme.
R1

R2
R T =R 1R 2 R 3=∑ Ri
R3
La valeur inverse de la résistance totale des résistance en parallèle
est égale à la somme de leurs valeurs inverses.
1
R1
RT
R2
1
R3
R
=
1
R1
=G

1
R2

1
R3
=∑
1
Ri
Conductivité [S] (Siemens)
G
=G 1G 2G 3=∑ G i
T