Courants et tensions.

1. Courants et tensions. Courant électrique. Potentiel – tensions. Dipôles. Puissance et énergie électrique. Lois générales de l'électricité en courant continu.

2. Courant électrique. • Nature du courant. • Intensité du courant. • Représentation de l’intensité. • Mesure de l’intensité. • Loi des nœuds. Lois générales de l'électricité en courant continu.

3. Nature du courant. • Le courant électrique est un déplacement de charges électriques dans la matière. • Ions, électrons. Lois générales de l'électricité en courant continu.

4. + - Circulation des électrons. • Les électrons chargés négativement circulent :de la borne – vers la borne + du générateur. Lois générales de l'électricité en courant continu.

5. + - Courant électrique • Le sens de circulation conventionnel du courant électrique est de la borne +vers la borne - du générateur. Lois générales de l'électricité en courant continu.

6. Quantité d’électricité • L’unité de charge électrique est le COULOMB (C). • La charge d’un électron est de : - 1,6 x 10-l 9 C. Lois générales de l'électricité en courant continu.

7. L’intensité du courant est le quotient de la quantité d’électricité Q par la durée t de passage du courant. I en ampères. Q en coulombs. t en secondes. INTENSITÉ DU COURANT. Lois générales de l'électricité en courant continu.

8. L’unité d’intensité est I’AMPÈRE (A). • Multiples : • Le Kilo ampère : 1kA = 103 A. • Sous-multiples : • Le milliampère : l mA = 10-3 A. • Le microampère : 1A = 10-6 A. • Le nanoampère : 1nA = 10-9 A. Lois générales de l'électricité en courant continu.

9. I = - 3mA + A I = 3mA + A B B - - Représentation d’un même courant électrique • Deux manières de représenter un courant de 3 mA circulant de A vers B. Lois générales de l'électricité en courant continu.

10. Représentation de l’intensité. • Le courant électrique est représenté sur les schémas par une flèche qui n’indique pas forcément son sens réel. • L’intensité du courant est une grandeur algébrique ; sa valeur est :- positive lorsque le courant circule dans le sens de la flèche.- négative dans le cas contraire. Lois générales de l'électricité en courant continu.

11. Utilisation de l’ampèremètre. • L’intensité se mesure avec un ampèremètre placé en série dans le circuit. • Symbole de l’ampèremètre. A Lois générales de l'électricité en courant continu.

12. + M - Définition d’un nœud et analyse. • Un nœud est un point de circuit ou aboutissent plusieurs conducteurs. • La somme des courants arrivant à un nœud est égale à la somme des courants qui en partent. Lois générales de l'électricité en courant continu.

13. Récapitulons. • Le circuit étudié comporte deux nœuds : N1 et N2. • I est le courant principal, I1, I2 et I3 sont les courants dérivés. • Les intensités des courants vérifient la relation : I = I1 + I2 +I3. Lois générales de l'électricité en courant continu.

14. Plus généralement, la somme des courants arrivant à un nœud est égale à la somme des courants qui en partent. Exemple de Nœud Loi des Nœuds. Lois générales de l'électricité en courant continu.

15. Lois générales de l'électricité en courant continu.

16. Potentiels - Tensions. • Différence de potentiel. • Représentation de la tension. • Potentiel de référence. • Mesure des tensions. • Loi des mailles. • Ordres de grandeur des tensions. Lois générales de l'électricité en courant continu.

17. Différence de potentiel. • Le potentiel d’un point caractérise son niveau électrique il s’exprime en VOLTS (V). • La circulation du courant électrique entre deux points d’un circuit est due à une différence de potentiel entre ces deux points. • La différence de potentiel est aussi appelée tension elle s’exprime en VOLTS (V). Lois générales de l'électricité en courant continu.

18. A UAB B Représentation de la tension. • La tension entre deux points A et B est notée UAB. • UA est le potentiel du point A, UB celui du point B. UAB = UA – UB. • UA en volts ; UB en volts ; UAB en volts. Lois générales de l'électricité en courant continu.

19. A A UAB UBA B B U -> Grandeur Algébrique. • La tension est une grandeur algébrique représentée par une flèche. UAB = - UBA Lois générales de l'électricité en courant continu.

20. Potentiel de référence. • Le potentiel d’un point n’est pas mesurable, c’est un nombre qui dépend du point choisi comme potentiel zéro ou potentiel de référence. Lois générales de l'électricité en courant continu.

21. D 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V C B 3V 4.5V 0V 1.5V 1.5V A D C 0V B -1.5V -3V A Potentiel en différents points. • Les tensions aux bornes des piles sont toujours les mêmes. • Par contre, les potentiels soulignés dépendent du point de référence. Lois générales de l'électricité en courant continu.

22. UAB = 7 V 5V -2V B A 0V M Exemple : • Dans la figure ci-contre : • UAB = UA - UB. • UAM = UA - UM. • UBM = UB - UM. Calculez les potentiels. -2V 5V Lois générales de l'électricité en courant continu.

23. V B A MESURE DES TENSIONS • La tension se mesure avec un VOLTMÈTRE. • Le voltmètre se monte en dérivation sur le circuit. • Placer un voltmètre mesurant UAB . Lois générales de l'électricité en courant continu.

24. Un circuit fermé est une maille. Dans le montage, on peut définir 3 mailles : ABE; BCDE; ABCDE. La somme algébrique des tensions rencontrées en parcourant une maille est nulle. A B C E D LOI DES MAILLES. Lois générales de l'électricité en courant continu.

25. A B C E D Étude de la maille ABEA. • UAB+UBE+UEA = 0 V • Une des tension de cette maille peut s ’écrire : • UAE =UAB+UBE Lois générales de l'électricité en courant continu.

26. Lois générales de l'électricité en courant continu.

27. Dipôles. • Définition. • Caractéristiques d’un dipôle. Lois générales de l'électricité en courant continu.

28. Définition d’un dipôle. • Un dipôle est une portion de circuit comprise entre deux bornes (pôles). Résistance Lampe Générateur Lois générales de l'électricité en courant continu.

29. Caractéristique d’un dipôle. • Dipôle passif. • Dipôle actif. • Dipôle linéaire. • Dipôle non-linéaire. • Dipôle symétrique (non polarisé). • Dipôle polarisé. I U (V) U I (A) Lois générales de l'électricité en courant continu.

30. Lois générales de l'électricité en courant continu.

31. Puissance. • Définition. • Mesure de Puissance. Lois générales de l'électricité en courant continu.

32. La puissance électrique mise en jeu entre deux points d’un circuit est égale au produit de la tension entre ces deux points par l’intensité du courant qui le traverse. P en Watts. U en Volts. I en Ampères. Définition de la Puissance. Lois générales de l'électricité en courant continu.

33. Le dipôle générateur fournit de la puissance au circuit. Le dipôle récepteur absorbe de la puissance. I > 0 I > 0 U > 0 U > 0 L’unité de puissance est le Watt. Lois générales de l'électricité en courant continu.

34. * W Mesure au wattmètre. Mesure de la puissance. Lois générales de l'électricité en courant continu.

35. Énergie électrique. • Définition. • Rendement. Lois générales de l'électricité en courant continu.

36. L’énergie électrique absorbée par un circuit est égale au produit de la puissance consommée par le temps de fonctionnement. W en joules P en watts t en secondes Définition de l’énergie absorbée. Lois générales de l'électricité en courant continu.

37. Unité d’énergie • L’unité d’énergie W est le Joule(J). • Une autre unité d’énergieutilisée en électricité, est le watt-heure (Wh) et son multiple le kilowatt-heure (kWh). • 1 Wh = 3600 J. • 1 kWh = 3,6 x 106J. Lois générales de l'électricité en courant continu.

38. Exercice. • Un radiateur électrique dont la puissance absorbée est de 1500 W a fonctionné 3 h. Calculer l’énergie absorbée en : • Wh , • en kWh , • et en Joules . Lois générales de l'électricité en courant continu.

39. RENDEMENT • Un récepteur électrique ou machine, absorbe de l’énergie électrique et la restitue sous d’autres formes. • Ainsi un moteur électrique transforme l’énergie électrique qu’il absorbe en énergie mécanique. • La transformation d’énergie s’accompagne toujours d’un dégagement de chaleur, c’est de l’énergie perdue. Lois générales de l'électricité en courant continu.

40. Énergie absorbée. Chaleur. MACHINE(Moteur,lampealternateur…) Énergie utile. Bilan énergétique. • Lors de la transformation, l’énergie est conservée : Énergie absorbée = Énergie utile + Chaleur soit :Wa = Wu + pertes Lois générales de l'électricité en courant continu.

41. Le rendement d’un récepteur est égal : Au rapport entre la quantité d’énergie utile qu’il produit et la quantité d’énergie qu’il absorbe. Au rapport entre la puissance utile et la puissance absorbée. Wu énergie utile. Wa énergie absorbée. Pu puissance utile. Pa puissance absorbée. Rendement d’un récepteur. Lois générales de l'électricité en courant continu.

42. EXEMPLES • Le générateur d’une centrale électrique de puissance utile 125 MW absorbe une puissance mécanique de 130 MW.11-Calculer son rendement.12-Quelle est l’énergie dissipée (perdue) en chaleur en une journée (24h) ? • Quel est le rendement d’un radiateur électrique ? Lois générales de l'électricité en courant continu.