Thème 1 HABITAT. Tension et intensité électrique

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1 Thème 1 HABITAT Tension et intensité électrique

2 Exploitation du Tp 1. Tension électrique A La tension se mesure avec un : Voltmètre et cet appareil se branche En parallèle G V UAB R B La tension entre deux points A et B D un circuit correspond à une Différence de potentiel (ddp) U AB = V A V B elle s exprime en (volt)

3 Convention Récepteur Générateur UR UG

4 2. Loi des mailles * Choisir un sens de parcours arbitraire de la maille (chemin fermé) * Parcourir la maille dans le sens choisi: - Si les flèches mêmes sens tension > 0 - Si les flèches sens opposées tension< 0 * Pour chaque élément du circuit définir leur nature (récepteur ou générateur) * La somme algébrique des tensions est = à 0 R2 U2 G U1 Sens de parcours U3 R3 U1-U2 -U3 -U4 =0 U4 R4

5 3. Intensité du courant électrique L intensité du courant dans un conducteur est un débit de charges: i = q t i : intensité en ampères (A) Δq : quantité d électricité en coulombs(c) Δt : durée en seconde (s) Le sens conventionnel du courant est choisi dans le sens du déplacement des porteurs de charges positives L intensité du courant se mesure : Ampèremètre et cet appareil se branche en série A G R

6 4. Loi des nœuds La somme algébrique des courants entrant dans le nœud «A» est égale à la Somme algébrique des courants sortant du nœud A IT A I1 I2 I3 UAB G R1 R2 R3 IT= I1 + I2 + I3 B

7 Remarque : La loi des nœuds s applique au circuit en courant continu ou pour les autres types de signaux seulement si l on se place à un instant précis (dans notre exemple ci-dessus mais pour un signal quelconque la formule serait : i1 + i2 = i3 + i4). Si lors de l application de cette loi des nœuds un résultat numérique est négatif cela signifie que le courant réel va à l inverse de sa flèche. 5. Les différentes formes du courant électrique 5.1 Courant unidirectionnel C est un courant qui circule toujours dans le même sens. Courant unidirectionnel positif Courant unidirectionnel négatif

8 Cas particuliers : Courant continu Un courant continu est un courant unidirectionnel constant dans le temps. Remarque : c est le courant fourni par les piles, les batteries et les accumulateurs. Courant unidirectionnel périodique C est un courant variable circulant toujours dans le même sens (positif ou négatif) et dont la forme, appelée alternance, se répète indéfiniment dans le temps avec un intervalle de temps constant, appelé période, noté T et s exprimant en seconde (s).

9 Î I Ī ou <i> On appelle ce signal : unidirectionnel périodique rectangulaire T Un courant de ce type nous permet de mettre en évidence quelques grandeurs caractéristiques : Î : symbolise le courant maximal du signal. Ī ou <i> : symbolise le courant moyen du signal : il se mesure en réglant l ampèremètre numérique sur la position continu ou DC (symbole : ) ou en utilisant un ampèremètre analogique magnétoélectrique. I : symbolise le courant efficace du signal. Ce courant efficace est la valeur qu il faudrait donner à un courant continu pour obtenir les mêmes effets (il se mesure en réglant l ampèremètre sur la position alternatif, représenté ~ ). T : symbolise la période. C est le nombre de périodes dans une seconde qui correspond à la fréquence (f). f = 1 T Avec T en seconde (s) et f en Hertz (Hz). T = 1 f

10 5.2 Signal bidirectionnel C est un signal qui change de sens (de signe) dans le temps. Cas particuliers : Signal bidirectionnel périodique C est un signal qui change de sens et dont la forme se répète périodiquement mais sans que la partie positive et négative soient équivalentes. On appelle ce signal : Signal triangulaire Alternance positive Alternance négative

11 Signal bidirectionnel périodique symétrique C est un signal qui change de sens et dont la forme se répète périodiquement avec la partie positive et la partie négative qui sont équivalentes. Pour ce type de signal, la valeur moyenne est toujours nulle. En effet l alternance positive transporte la même quantité d électricité que l alternance négative. Signal alternatif sinusoïdal C est, comme l exemple juste au-dessus, un courant bidirectionnel périodique symétrique mais dont la forme est celle de la fonction trigonométrique sinus. D où son nom de sinusoïde.

12 Î I Signal alternatif sinusoïdal C est le signal électrique le plus répandu. Il est présent dans les domaines domestiques, tertiaire et industriel. La fréquence de ce signal en France est de f = 50 Hz. Lorsqu on est en présence d un signal de ce type, on peut écrire : 6. Fréquence et pulsation Î I = Et < i > =0 2 Dans le cas d un signal sinusoïdal, il existe trois grandeurs qui sont liées. La période T qui s exprime en seconde (s) et qui représente la durée d une alternance. La pulsation ω qui s exprime en radian par seconde (rad/s) et qui représente la vitesse de rotation du vecteur. La fréquence f qui s exprime en Hertz (Hz) qui représente le nombre de période par seconde. Ces trois