Les circuits électriques

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Séquence 3 – Études des circuits électriques - Page 1 -
Les circuits électriques
La chaîne d’information d'un système traite des informations qui ont pour support des
signaux électriques. La chaîne d’énergie, quant à elle, utilise aussi des signaux électriques
pour alimenter en énergie certains de ces constituants (par exemple pour les actionneurs
tels que les moteurs électriques).
Dans l'étude des systèmes, il est donc nécessaire de pouvoir représenter, établir, justifier
et quantifier les différentes caractéristiques de ces signaux électriques.
Chaque chaîne est constituée d’un ensemble de fonctions réalisant chacune une action
définie sur les flux (informations ou énergies) circulant dans un système.
Qu’il s’agisse d’information ou d’énergie, les grandeurs physiques circulant à l’intérieur
d’un système pluri technique sont souvent de nature électrique. Certaines fonctions du
système, traitant ces grandeurs électriques, exploitent alors les lois fondamentales de
l’électricité.
I . SYMBOLES ET GRANDEURS UTILISES EN ELECTRICITE
I.1 Symboles :
Tous ces symboles sont à connaître et à reconnaître dans un circuit électrique.

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I.2 Notion de circuit électrique :
Un circuit électrique doit contenir au moins un générateur, un récepteur et des
conducteurs électriques (fils) qui relient les différents composants.
Pour que le circuit électrique fonctionne correctement, il est nécessaire que le circuit
électrique soit fermé. C’est-à-dire, que quel que soit le point de départ, il existe un chemin
pour y retourner.
Exemple :
I.3 Le courant électrique :
I.3.1 Définition du courant électrique :
Le courant électrique est une vision macroscopique des mouvements d’ensemble des
électrons des atomes. Le courant électrique traduit la quantité d’électrons par unité de
temps, est symbolisé par la lettre I et se mesure en Ampère (A).
Ordres de grandeurs du courant électrique :
 En électronique (circuits intégrés, cartes de commande, …) : du micro-ampère (μA)
au milliampère (mA) ;
 En électronique de puissance (alimentation générale des systèmes, …) : du
milliampère (mA) à l’ampère (A) ;
 En électrotechnique (actionneurs électriques, alternateurs de centrale nucléaires,
…) : de l’ampère (A) au kilo ampère (kA).
I.3.2 Sens conventionnel du courant électrique :
Par convention, le courant électrique est orienté dans le sens inverse du déplacement des
électrons. Le courant sort de la borne + d’un générateur et entre par la borne – d’un
générateur.
I.3.3 Mesures du courant électrique :
L’intensité du courant électrique circulant dans un circuit fermé se mesure à l’aide :
 D’un ampèremètre que l’on branche en série dans le circuit ;

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 D’une sonde de courant qui fournit une tension proportionnelle à l’intensité du
courant circulant dans un conducteur entouré par la pince.
I.3.4 Notion de circuit en série :
Dans un circuit électrique, des dipôles sont dit en série lorsque le courant qui traverse tous
les dipôles est même.
Exemple :
I.4 La tension électrique :
I.4.1 Définition de la tension électrique :
Le passage du courant électrique entre les 2 points A et B d’une portion de circuit n’est
possible que s’il existe entre ces 2 points une force capable de mettre en mouvement les
électrons. Cette force s’appelle différence de potentiel, ou le plus souvent une tension
électrique.
La tension électrique est symbolisée par la lettre V ou U, et se mesure en Volt (V).
Ordres de grandeurs de la tension électrique dans les domaines de :
 L’électronique (circuits intégrés, cartes de commande, …) : du millivolt (mV) au volt
(V) ;
 L’électronique de puissance (alimentations des systèmes, …) : du volt (V) à la
centaine de volt ;
 L’électrotechnique (actionneurs électriques, alternateurs de centrales nucléaires,
…) : de l’ordre du kilo volt (kV).
I.4.2 Fléchage de la tension électrique :
Dans un schéma électrique, une tension (aux bornes d’un générateur par exemple) sera
représentée par une flèche. Si la tension est positive, alors la pointe de la flèche indique la
borne positive (+) du générateur, et l’origine de la flèche indique la borne négative (-) du
générateur.
I.4.3 Mesure de la tension électrique :
La tension électrique présente aux bornes d’un composants se mesure à l’aide :

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 D’un voltmètre que l’on branche en parallèle (ou dérivation) du composant ;
 D’une sonde différentielle de tension.
I.4.4 Notion de circuit en parallèle (ou dérivation) :
Dans un circuit électrique, des dipôles sont dit en parallèle (ou dérivation) lorsque tous les
dipôles ont la même tension à leurs bornes.
Exemple :
I.5 Les conventions des dipôles :
Dans des cas particuliers, il est souvent difficile de savoir si un dipôle est en
fonctionnement générateur ou récepteur. Il est alors nécessaire de définir une convention.
I.5.1 Convention des générateurs :
Pour un dipôle en convention générateur, le sens de la flèche de la tension est identique
au sens du courant :

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I.5.2 Convention des récepteurs :
Pour un dipôle en convention récepteur, le sens de la flèche de la tension est contraire au
sens du courant :
II . LES LOIS FONDAMENTALES DE L’ELECTRICITE
II.1 Relation de base entre les grandeurs électriques :
II.1.1 La loi d’Ohm :
On appelle Loi d’Ohm la relation liant la tension aux bornes d’un conducteur ohmique, à
l’intensité du courant traversant le conducteur ohmique et la valeur de la résistance de ce
conducteur ohmique.
Énoncé de la loi d’Ohm :
La tension notée U aux bornes d’un conducteur ohmique de résistance R traversé par un
courant électrique d’intensité I est telle que :
.U RI
II.1.2 La notion de puissance :
Lorsque l’on relie un dipôle générateur et un dipôle récepteur, ils en en commun à la fois
l’intensité du courant électrique et la tension à leurs bornes. Le dipôle générateur fournit
de la puissance au dipôle récepteur.
La puissance, notion abstraite, est définie dans le cas général par :
*P grandeurflux grandeur potentielle
La puissance s’exprime en Watt (W).
Dans le cas des grandeurs électriques, la grandeur potentielle est la tension (différence de
potentiel) notée U et la grandeur flux est l’intensité du courant électrique notée I. C’est-à-
dire :
.P UI