Notions de base d’électricité

1. Notions de base d’électricité

2. 1. Le courant électrique.

3. 1.1. Particules chargées. • Un corps chargé : • Crée un champ électrique. • Subit une force lorsqu’il est placé dans un champ électrique.

4. La charge q est mesurée en coulomb ( C ). Elle peut être positive ou négative. Sa plus petite valeur est la charge élémentaire : e =1,6.10-19 C

5. Champ électrique crée par la charge q placée en O au point M : Force subie par la charge q :

6. 1.2. Structure de la matière. • La matière est constituée de particules chargées : • électrons. • ions. • protons.

7. Les forces électriques assurent la cohésion de la matière.

8. Les forces électriques assurent la cohésion de la matière. Liaison chimique : due aux forces électriques

9. Exemple de manifestation des forces électriques : électrophorèse.

10. 1.3. Conducteurs et isolants. • Conducteur : les porteurs de charge peuvent se déplacer. • Isolants : les porteurs de charges sont localisés.

11. 1.3. Conducteurs et isolants. • Conducteur : les porteurs de charge peuvent se déplacer. • Isolants : les porteurs de charges sont localisés. Cette propriété est liée à la nature de la liaison chimique.

12. Conducteurs : métaux, solutions ioniques … Isolants : molécules organiques, gaz… NB : dans certaines conditions, un isolant peut devenir conducteur.

14. 1.4. Courant électrique.

15. Si l’on soumet un conducteur à un champ électrique, ses charges vont se mettre en mouvement : C’est le courant électrique.

16. S L’intensité du courant est la quantité de charge traversant S par seconde.

17. S i en ampère (A) 1 A = 1C.s-1 En régime permanent :

18. 2. Tension et potentiel électrique.

19. 2.1. Énergie d’un charge électrique. On cherche l’énergie d’une charge lorsqu’il y a courant électrique.

20. La charge q subit une force :

21. La charge q subit une force : Elle reçoit donc un travail :

22. La charge q subit une force : Elle reçoit donc un travail : Soit, pour un trajet de A à B :

23. La charge q subit une force : Elle reçoit donc un travail : Soit, pour un trajet de A à B : On obtient : W = q.(VB -VA)

24. V est le potentiel en un point, en Volt. L’énergie de la charge q au point A : e = q.VA

25. Puissance électrique :

26. Puissance électrique : On a donc : P = (VB-VA).i = UAB.i

27. 2.2. Différence de potentiel. V non mesurable : on mesure la différence de potentiel entre deux points ou tension. UAB = VA - VB UAB : proportionnel à l’énergie que peut acquérir une charge entre les points A et B du circuit.

28. Grandeur orientée : UAB B A UAB = VA – VB = - UBA

29. 3. Lois fondamentales pour les circuits électriques.

30. Loi des mailles. • Loi des nœuds.

31. - Loi des mailles : découle du fait que la tension est une différence de potentiel.

32. - Loi des mailles : découle du fait que la tension est une différence de potentiel. • Loi des nœuds : exprime la conservation de la charge électrique.

33. 4. Quelques conventions.

34. Dipôle générateur UAB Dipôle X i B A

35. Dipôle générateur UAB Dipôle X i B A Selon cette convention : P = U.i < 0 : le dipôle fournit de la puissance au circuit.

36. Dipôle récepteur : UAB Dipôle X i B A

37. Dipôle récepteur : UAB Dipôle X i B A Selon cette convention : P = U.i > 0 : le dipôle consomme de la puissance.

38. Dipôle récepteur : UAB Dipôle X i B A Selon cette convention : P = U.i > 0 : le dipôle consomme de la puissance. Résistance, condensateur …

39. 4. Dipôles actifs et passifs.

40. 4.1. Caractéristique d’un dipôle. Tracé de U = f(i).

41. 4.2. Dipôle passif. La courbe U = f(i) passe par l’origine. U i

42. Cas du conducteur ohmique (résistance).

43. 4.2. Dipôle actif. La courbe U = f(i) ne passe pas par l’origine. U i

44. Exemple : générateurs parfaits UAB UAB i i De courant De tension U U i i