AIDE-MEMOIRE PHYSIQUE APPLIQUEE (1 ère partie)

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1 D-MMO PHYSQ PPLQ ( ère partie) ntensité dans un conducteur : mpère () = Loi des nœuds : Q t Coulombs (C) Temps (s) Q : quantité d électricité ayant traversé une section droite du conducteur pendant la durée t e - e - e - Section droite conducteur = Tension entre deux points : La tension est égale à la différence de potentiel entre ces points = V - V n volts (V) n volts (V) : tension électrique entre les points et V et V : potentiel électrique des points et Loi des mailles : D D + C CD = 0 C D C CD dditivité des tensions : 2 =

2 Convention générateur : convention récepteur : Loi d Ohm : n convention récepteur : (en V) = pente Dipôle passif : (en ) n dipôle passif est un dipôle dont la caractéristique tension-courant passe par 0. Dipôle passif linéaire : Dipôle passif non linéaire : la caractéristique est une droite. La caractéristique n est pas une droite. (en V) (en V) pente (en ) x. : Le résistor (convention récepteur) x. : la diode (en ) utres exemples de dipôles passifs non linéaires : la diode zener, la varistance, la thermistance, ésistance / conductance d un conducteur : ésistivité du matériau (en Ωm) résistance du conducteur (en Ω) = ρ L S = L γ S = G longueur conducteur (en m) conductance (en S) section du conducteur (en m 2 ) conductivité du matériau (en S.m - ) nfluence de la température : La résistivité des métaux augmente avec la température suivant la loi : coefficient de température (en C ) température (en C ) ρ θ = ρ 0 ( + aθ) résistivité du matériau à la température θ (en Ωm) résistivité du matériau à 0 C (en Ωm) Conclusion: lorsque la température augmente, la résistance augmente.

3 ssociation de résistors : n série : 2 3 eq = n parallèle : = eq Diviseur de tension : Cas de 2 résistances en parallèle : eq = = = + 2 vec les conductances Diviseur de courant : 2 = = + G G G2 2 2 = = + G G G2 Puissance : Pour un dipôle quelconque, la puissance absorbée est donnée par : D Puissance en Watts (W) Cas d une résistance : Puissance en Watts (W) P = P = = 2 = 2

4 dentifier la nature du dipôle : - en convention générateur, si P>0, le dipôle est un générateur si P<0, le dipôle est récepteur - en convention récepteur, si P>0, le dipôle est un récepteur si P<0, le dipôle est un générateur nergie : énergie en Joules (J) W = P t Puissance en Watt (W) utre unité : le Wattheure, Wh = 3600 J Temps en secondes (s) Symboles des générateurs : Source de tension parfaite de valeur Source de courant parfait de valeur Dipôles actifs : Dipôles actifs générateurs, (en V) = - (en ) x. : la pile Dipôles actifs récepteur, (en V) = + x. : le moteur (en )

5 Théorème de Thévenin : Tout circuit électrique ne comportant que des dipôles actifs et passifs linéaires peut être modélisé par un modèle équivalent série ou modèle équivalent de Thévenin (M..T.) : 0 vec : 0 : tension à vide (déterminée lorsque l intensité du courant débitée est nulle = 0) 0 0 : résistance équivalente du dipôle lorsque toutes les sources d énergie sont éteinte : =0 =0 tension courant Théorème de Norton : Tout circuit électrique ne comportant que des dipôles actifs et passifs linéaires peut être modélisé par un modèle équivalent parallèle ou modèle équivalent de Norton (M..N.) : 0 vec : 0 : intensité du courant de court-circuit (déterminée lorsque = 0V) G 0 G 0 : conductance équivalente du dipôle lorsque toutes les sources d énergie sont éteinte quivalence Thévenin / Norton : 0 0 G 0 = / 0 G 0 0 = 0 / 0 0 Théorème de superposition : La tension entre deux points et d un circuit linéaire comportant plusieurs sources d énergie est égale à la somme des tensions obtenues entre les deux points lorsque chaque source agit seule. L intensité du courant dans une branche d un circuit linéaire comportant plusieurs sources d énergie est égale à la somme des intensités des courants circulant dans cette branche lorsque chaque source agit seule.

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7 endement : Le rendement d un système est défini par : endement (sans unité) η< η = u P P a Puissance utile Puissance absorbée endement d une chaîne : Système η Système 2 η 2 P a P u =P a2 P u2 Le rendement de la chaîne a pour expression : η = η η 2 ilan de puissance d un moteur à courant continu : P méca (frottements) M P abs = P em = P u = P méca P J = 2 = + P abs = P u + (pertes) = P u + (p J + p méca ) P em = P abs p J Condensateur : capacité : Capacité en Farads (F) C Q Q = Charge électrique en coulomb ( C ) Tension en Volts (V) Charge d un condensateur à courant constant : u C (en V) u C Pente C équation de la charge : u C = C t t (en s)

8 nergie stockée dans un condensateur chargé : Capacité en Farads (F) nergie en Joules (J) ssociation de condensateurs : W = 2 C 2 Tension en Volts (V) C C 2 C 3 C C 2 C eq = C + C 2 Capacité d un condensateur plan : C = ε 0 ε r e s ε 0 : permittivité du vide ε 0 = = + C eq C C + 2 C π 0 F.m - ε r : permittivité relative du diélectrique (sans unité) s : surface d une armature (m 2 ) e : épaisseur du diélectrique (m) ntensité du champ électrique entre les armatures du condensateur : Champ électrique (V.m - ) = e e r le champ électrique est uniforme > 0 Force électrique : Force électrique F r = q r F = q ntensité de la Force électrique en Newton (N) e r q>0 F r > 0 F r q<0 elation entre le courant i C et la tension u C en régime variable : Poids: P r = m g r duc i C = C dt g r : accélération de la pesanteur ( g = 9,8 m.s 2 ) m : masse en kg P r : Poids en Newton