Ec1 : NOTIONS DE BASE EN

PCSI
Physique
PCSI
Physique
Ec1 : NOTIONS DE BASE EN ELECTROCINETIQUE
Objectifs
L’électrocinétique traite du mouvement des particules chargées, appelées ici porteurs de charges sur des
distances non négligeables à l’échelle atomique.
Une étude à l’échelle microscopique de ces mouvements va nous permettre d’expliquer et de formaliser un
comportement à l’échelle macroscopique : le comportement des circuits électriques. Ainsi, nous définirons
les notions d’intensité et de tension électriques ainsi que les lois de Kirchhoff : loi des nœuds et loi des
mailles.
Savoirs :
Connaître les porteurs de charge responsables de la conduction dans les métaux, les semiconducteurs et les électrolytes, et savoir expliquer brièvement les mouvements de ces
charges à l'origine du courant électrique.
Connaître l'A.R.Q.S. (ou A.R.Q.P.) et son intérêt.
LES MILIEUX CONDUCTEURS.
I.
Savoirs faire :
Connaître les significations, savoir manipuler et relier les densités volumiques de charges
mobiles, les densités particulaires de charges mobiles et les vecteurs densités volumiques de
courant pour différents milieux conducteurs.
1. Nature microscopique du courant électrique.
2. Conduction dans les métaux.
3. Conduction en dehors des métaux.
Savoir relier résistance et résistivité (resp. conductance et conductivité) pour un conducteur
métallique cylindrique homogène de section S et de longueur l.
NOTIONS DE COURANT ET DE TENSION ELECTRIQUES.
II.
Connaître et savoir appliquer la loi d'Ohm intégrale.
1. Intensité du courant électrique.
a.
b.
c.
d.
Connaître et savoir appliquer dans le cadre de l'A.R.Q.S. les lois des noeuds et des mailles.
Définition
Convention de signe
Ordres de grandeur
Origines du courant électrique
Connaître et savoir utiliser la loi des noeuds en termes de potentiels (ou le théorème de
Millman).
2. Tension électrique.
a.
b.
c.
Présentation
Loi d’Ohm intégrale : résistance
Notion de masse
III. LOIS DE KIRCHHOFF.
1.
2.
3.
4.
5.
Questions de cours
Définitions générales.
Approximation des Régimes Quasi-Stationnaires (A.R.Q.S.).
Loi des nœuds.
Loi des mailles.
Loi des nœuds en termes de potentiels.
1. Quels sont les porteurs de charge responsables de la conduction dans les métaux ? dans les
semi-conducteurs ? dans les électrolytes ?
2. Définir les notions : densité volumique de charge et densité particulaire. Les relier dans le cas
d’un conducteur métallique.
3. Définir les notions : densité volumique de charge et vecteur densité volumique de courant. Les
relier.
4. Définir les notions : intensité du courant électrique, tension électrique et résistance d’un
conducteur.
5. Définir les notions : conductivité, résistivité, conductance et résistance. Les relier pour un
6.
7.
8.
9.
Ec1
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Ec1
conducteur métallique cylindrique homogène de section S et de longueur l.
Exprimer la loi d’Ohm locale et la loi d’Ohm intégrale. Les comparer.
Quel est le cadre de l’A.R.Q.S. ? Quel en est intérêt ?
Enoncer précisément la loi des nœuds et la loi des mailles.
Présenter la loi des nœuds en termes de potentiels dans le cas d’un nœud réunissant des
électromoteurs et des conducteurs ohmiques.
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