Courant électrique, résistance électrique Potentiel électrique Loi d’Ohm

1. Courant électrique, résistance électrique • Potentiel électrique • Loi d’Ohm • Lois de Kirchhoff (nœuds et mailles) • Chiffres significatifs , Ecriture d’un résultat avec son incertitude • Les appareils de mesure, « digit » et « calibre » • Incertitudes • Alimentations électriques, Multimètres, Boites à décade • Influence des appareils de mesure • Puissances

2. Qu’est ce qu’un courant électrique (unité ?) ? Qu’est-ce qu’une résistance (unité ?) ? Un courant électrique (i [A]) == débit de charges La résistance (R []) == matériau ou dispositif qui s’oppose au mouvement des charges

3. Le potentiel électrique == Altitude hydraulique La tension (U [V]) == Différence d’altitude Le courant électrique s’écoule du potentiel Haut vers le potentiel Bas

4. Appliquer la loi d’Ohm aux résistances ci-dessous : Soit VA et VB les potentiels des points A et B. Quelle relation y a-t-il entre ces potentiels et U ?

5. La loi des mailles :

6. Appliquer la loi des nœuds : Appliquer la loi des mailles : Appliquer la loi des mailles :

7. La loi des mailles : Une tension rencontrée sur la boucle peut correspondre à un élément immatériel

8. Dans le circuit ci-dessous donner les lois des nœuds 1, 2 et 3 et des mailles 1, 2 et 3.

9. Associations de résistances 1/R = 1/R1 + 1/R2 R = R1 + R2

10. Chiffres significatifs Dans un nombre, les chiffres autres que zéro sont significatifs. Les zéros avant le premier chiffre ≠ 0 ne sont pas significatifs. Les zéros après le premier chiffre ≠ 0 sont significatifs. Exemples : 6,8 6,80 6800 6.8 103 0,68 2 chiffres significatifs 3 chiffres significatifs 4 chiffres significatifs 2 chiffres significatifs 2 chiffres significatifs

11. Ecriture d’un résultat

12. « digit » et « calibre » d’un appareil numérique

13. Incertitude avec un appareil numérique

14. Incertitude avec un appareil numérique • Soit un multimètre digital utilisé pour mesurer une tension continue. Sur l’appareil, l’incertitude pour une mesure en tension continue pour la gamme 50 V est donnée par : 0.5 % de la valeur lue ± 1 digits. • La valeur lue est : U = 12.27 V • 1 digit sur l’échelle choisie représentent 0.01 V • Incertitude absolue : U = (0.5 / 100 * 12.27) + (0.01) • = 0,06135 + 0,01 = 0.07135 = 0,071 V • Ecriture : U = (12.270 0.071) V • Incertitude relative : U/U = 0,07135 / 12,27 = 0.005814996 • Ecriture : U = 12.275 V à 0,58 % prés

15. Les alimentations

16. Les multimètres

17. Quelle est la tension mesurée ici ? U = 0,208 V

18. Ces 2 ampèremètres ont des entrées similaires. • Quelle est l’intensité à chaque fois ? Calibre 10 A  i=3,26 A Calibre 200 mA  i=94,3 mA

19. Les potentiomètres et boites à décades

20. Dans le circuit ci-dessous comportant un générateur de fem E et 2 résistances R1 et R2, les lettres V et A désignent des Voltmètres et un Ampèremètre idéaux. On a E=10V, R1=4Ω et R2=8Ω. Ecrire la loi des mailles qui permet de calculer le courant I débité par le générateur. • Les appareils étant idéaux, alors : • Aucun courant ne traverse les voltmètres • Aucune chute de tension n’existe aux bornes de l ’ampèremètre Pour analyser le circuit, on doit orienter le courant et les tensions. Puis appliquer les lois des mailles et d’Ohm : Les appareils de mesure idéaux peuvent être enlevés du montage

21. Dans le circuit ci-dessous comportant un générateur de fem E et 2 résistances R1 et R2, les lettres V et A désignent des Voltmètres idéaux et un Ampèremètre réel d’impédance RA=5Ω. On a E=10V, R1=4Ω et R2=8Ω. Ecrire la loi des mailles qui permet de calculer le courant I débité par le générateur. Les voltmètres étant idéaux, alors aucun courant ne traverse les voltmètres Par contre, on remplace l’ampèremètre par sa résistance interne Pour analyser le circuit, on doit orienter le courant et les tensions. Puis appliquer les lois des mailles et d’Ohm :

22. Le dipôle D peut-être une résistance, un condensateur, une bobine ou n’importe quelle combinaison d’un ou de plusieurs de ces éléments R, C et L. La tension et le courant sont des fonctions du temps : u=u(t) et i=i(t). • Donner l’expression de la puissance p absorbée par le dipôle D Puissance > 0  le dipôle absorbe de l’NRJ Quel sens physique donner à p > 0 ? Puissance < 0  le dipôle donne de l’NRJ (vers l’extérieur) Quel sens physique donner à p < 0 ? Une ampoule à incandescence de puissance p=5W est mise en fonction pendant 24 heures. Quelle énergie a été consommée ? La tension utilisée était u=12V en continu. Quelle était l’intensité du courant de fonctionnement ?