Electronique générale

Transcription

1 Electronique générale COURS BACPRO-SEN N : A. Introduction : Les unités de mesure Les mesures interviennent dans diverses disciplines: géométrie, mécanique, électricité, etc. Il s'agit donc, pour chaque grandeur mesurable de faire le choix d'une grandeur particulière appelée UNITE. Un ensemble de telles unités est appelé SYSTEME D'UNITES. Définitions : On appelle Mesure l'évaluation d'une grandeur par comparaison avec une autre grandeur de même espèce prise pour unité. Une Grandeur physique est mesurée par un nombre concret, ce nombre doit toujours être suivi d'une unité sans quoi il ne signifie rien. B. Les grandeurs physiques : 1. Chaque grandeur physique est représentée par une lettre appelée symbole de la grandeur ( voir tableau page 5 ). Exemple : La longueur est représentée par un l ou L La fréquence est représentée par un f 2. Une grandeur physique est mesurée par un nombre concret. Ce nombre doit toujours être suivi d une unité. Exemple : La différence de potentielle (d.d.p.) délivrée par le réseau ERDF vaut 230V. La vitesse de propagation de la lumière vaut environ km/s. Les unités de mesure 1 Lycée Louis Armand - Paris

2 3. Dans une relation (ou formule), les grandeurs doivent être mesurée avec les unités du même système. Exemple : m Vitesse = Distance Temps v = d t m/s s C. Les unités de mesures : 1. Les noms des unités : Ils s écrivent toujours avec une minuscule comme initiale et s accordent comme un nom commun même s ils sont dérivés d un nom propre. Exemple : mètre, kilogramme, seconde, ampère, Watt. 10 volts, 55 coulombs 2. Les symboles : Ils commencent par une majuscule si l'unité dérive d'un nom propre, et une minuscule dans le cas contraire Ils ne prennent pas la marque du pluriel. Ils ne doivent pas être suivis d un point. Ils se placent toujours après la valeur numérique complète du nombre exprimant la mesure de la grandeur physique. Remarque : Si l unité n a pas reçu de nom particulier, elle rappelle l opération qui permet de calculer la mesure de la grandeur correspondante. Exemple : m/s, V/m,.. Les unités de mesure 2 Lycée Louis Armand - Paris

3 3. Les multiples et les sous-multiples : Ils sont donnés dans les tableaux ci-dessous : LES MULTIPLES : ( Tableau N 1) Préfixe Symbole Rapport à l unité Puissance de 10 déca hecto kilo méga giga téra da x h x k x M x G x T x LES SOUS-MULTIPLES : (Tableau N 2) Préfixe Symbole Rapport à l unité Puissance de 10 déci centi milli d x 0, c x 0, m x 0, micro x 0, nano pico femto n x 0, p x 0, f x 0, atto a x 0, Remarque : Si le symbole d un multiple ou d un sous-multiple comporte un exposant, celui-ci se rapporte à l ensemble du symbole. Exemple : m 3, s -1, km 2 Les unités de mesure 3 Lycée Louis Armand - Paris

4 Rappels sur les puissances de 10 Exemples 1.10 a = 10 a 10 3 = = = 0, = = 0, = = 0, = 2 0,1 = 0,2 0,04 = = 0,061 = = 300 = = 7000 = D. Le système international d unités : 1. Il est le seul légal en France depuis le 3 mai Il existe sept grandeurs fondamentales dont les unités sont matérialisées par des étalons ou définies par rapport à une référence physique immuable. 2. Les grandeurs fondamentales sont : - la longueur exprimée en mètre ( m ) - la masse exprimée en gramme ( g ) - le temps exprimé en seconde ( s ) - l intensité du courant électrique exprimée en ampère ( A ) - la température thermodynamique exprimée en kelvin ( K ) - la quantité de matière exprimée en mole ( mol ) - l intensité lumineuse exprimée en candela ( cd ) E. Ecriture des résultats : En raison de la tolérance de fabrication des composants électroniques, les résultats seront arrondis au centième (on conserve 3 chiffres significatifs). Exemple : 3, deviendra 3,14 2,164 deviendra 2, ,1 deviendra puis 1,98 M 0, deviendra 0, puis 2,17 m. Les unités de mesure 4 Lycée Louis Armand - Paris

5 LE SYSTEME S.I. Tableau N 3 : GRANDEURS SYMBOLES UNITES SYMBOLES angle plan angle solide LONGUEUR aire, superficie volume TEMPS vitesse angulaire fréquence fréquence de rotation vitesse accélération MASSE masse volumique force moment d une force ou d un couple énergie, travail puissance pression TEMPERATURE température Celsius intervalle de température quantité de chaleur capacité thermique massique INTENSITE D UN COURANT quantité d électricité champ électrique tension, d.d.p., f.é.m. capacité densité de courant résistance conductance résistivité excitation magnétique champ magnétique force magnétomotrice moment magnétique flux magnétique inductance INTENSITE LUMINEUSE flux lumineux éclairement,... L, l S, s V t f n v, g M, m, F M, T W P p, T, t, W c I Q E U, E C J R G H B F M, L, M I F E radian stéradian mètre mètre carré mètre cube seconde radian par seconde hertz ( seconde ) -1 mètre par seconde mètre par seconde par seconde kilogramme kilogramme par mètre cube newton newton-mètre joule watt pascal kelvin degré Celsius kelvin joule joule par kilogramme et par kelvin ampère coulomb volt par mètre volt farad ampère par mètre carré ohm siemens ohm-mètre ampère par mètre tesla ampère (tour) ampère- mètre carré Weber Henry candela lumen lux rad sr m m 2 m 3 s rad / s Hz s -1 m / s m / s -2 kg kg / m 3 N Nm J W Pa, N / m 2 K C K J J / kg. K A C V / m V F A / m 2 S, A/m m A / m T A Am 2 Wb H cd lm lx Les unités de mesure 5 Lycée Louis Armand - Paris

6 F. Exercices d applications : Exercice N 1 : A partir du tableau n 3, compléter les phrases suivantes ; Le symbole de l intensité d un courant électrique est... ; Cette grandeur s exprime en... Le symbole de la fréquence est... ; La fréquence s exprime en... La grandeur représentée par le symbole P est...; Cette grandeur s exprime en... Exercice N 2 : Convertir les mesures suivantes à partir des tableaux n 1 et n 2 ; le milliampère : 1 ma =... A le microfarad : le nanoseconde : le kilovolt : le mégaohm : 1 F =..... F 1 ns =.....s 1 kv =.....V 1M =... Exercice N 3 : A partir des tableaux n 1 et n 2, compléter le tableau ci-dessous : nano unité kilo ma A Exercice N 4 : Convertir les mesures suivantes en tenant compte des unités indiquées et donner le résultat en puissance de 10. en, 3,9 k =... en V, 4,7 V =... en F, 680 pf =... en k, 6800 =... Les unités de mesure 6 Lycée Louis Armand - Paris

7 en, 1,2 M =... en F, 15 nf =... en A, en ma, 2,5 ma =... 5 x 10-3 A =.... en V, 3,7 x 10-6 V =... Exercice N 5 : Convertir les mesures suivantes en tenant compte des unités indiquées : en M, 1,5 x 10 6 =... en nf, 1,5 x 10-9 F =... en pf, 47 x F =... en A, 0,35 ma =... en F, 100 nf =... en M, 150 k =... en pf, 2,2 nf =... en ma 5 x 10-3 A =... en nf, 390 pf =... en k, 1,2 M =... en nf, 0.47 F =... en mv, 2700 V =... Exercice N 6 : Convertir les mesures suivantes en tenant compte des unités indiquées : en m 2, 15 cm 2 =... en mm 2, 7 x 10-6 m 2 =... en cm 3, 4 x 10-6 m 3 =... en cm 2, 4 x 10-5 m 2 =... Les unités de mesure 7 Lycée Louis Armand - Paris

8 Exercice N 7 : Convertir dans l'unité correspondante (sans multiple et sous multiple) les mesures suivantes : a) 0,12 ma f) 10 mm² k) 0,1 mv p) 100 mm 3 b) 152µA g) 1µF l) 1µA q) 0,01 km c) 0,001 kv h) 0,25 µf m) 0,005 kv r) 0,057 dm² d) 0,1 km i) 0, dm n) 15µF s) 1cm e) 177 mv j) 0,001 cm² o) 0,018 mf t) 35 ma a) A f) m² k) V p).m 3 b) A g) F l).a q)......m c)...v h) F m)...v r)...m² d)...m i)...m n)...f s)...m e)...v j)...m² o)...f t)...a G. Correction : Exercice N 1 : A partir du tableau n 3, compléter les phrases suivantes ; Le symbole de l intensité d un courant électrique est...i... ; Cette grandeur s exprime en...a... Le symbole de la fréquence est...f... ; La fréquence s exprime en...hz... La grandeur représentée par le symbole P est...la puissance...; Cette grandeur s exprime en...watt... Exercice N 2 : Convertir les mesures suivantes à partir des tableaux n 1 et n 2 ; le milliampère : le microfarad : le nanoseconde : le kilovolt : 1 ma = A 1 F = F 1 ns = s 1 kv = V le mégaohm : 1M = Les unités de mesure 8 Lycée Louis Armand - Paris

9 Exercice N 3 : A partir des tableaux n 1 et n 2, compléter le tableau ci-dessous : pico nano micro milli unité kilo méga pa na A ma A ka MA Exercice N 4 : Convertir les mesures suivantes en tenant compte des unités indiquées et donner le résultat en puissance de 10. en, 3,9 k =... 3,9 x en V, 4,7 V =...4,7 x 10-6 V... en F, 680 pf = x F... en k, en, 6800 =...6,8 x 10 0 k... 1,2 M =...1,2 x en F, 15 nf =...15 x 10-9 F... en A, en ma, en V, 2,5 ma =...2,5 x 10-3 ma... 5 x 10-3 A =...5 x 10 0 ma.... 3,7 x 10-6 V =...3,7 x 10 0 µv... Exercice N 5 : Convertir les mesures suivantes en tenant compte des unités indiquées : en M, en nf, en pf, en A, en F, 1,5 x 10 6 =...1,5 M... 1,5 x 10-9 F =...1,5 nf x F =...47 pf... 0,35 ma = µa nf =...0,1 nf... Les unités de mesure 9 Lycée Louis Armand - Paris

10 en M, 150 k =...0,15 MΩ... en pf, en ma 2,2 nf = pf... 5 x 10-3 A =...5 ma... en nf, 390 pf =...0,39 nf... en k, 1,2 M = kω... en nf, 0.47 F = nf... en mv, 2700 V =...2,7 mv... Exercice N 6 : Convertir les mesures suivantes en tenant compte des unités indiquées : en m 2, 15 cm 2 =...1,5 x 10-3 m 2... en mm 2, 7 x 10-6 m 2 =... 7 mm 2... en cm 3, 4 x 10-6 m 3 =... 4 cm 3... en cm 2, 4 x 10-5 m 2 =... 0,4 cm 2... Exercice N 7 : Convertir dans l'unité correspondante (sans multiple et sous multiple) les mesures suivantes : a) 0,12 ma f) 10 mm² k) 0,1 mv p) 100 mm 3 b) 152µA g) 1µF l) 1µA q) 0,01 km c) 0,001 kv h) 0,25 µf m) 0,005 kv r) 0,057 dm² d) 0,1 km i) 0, dm n) 15µF s) 1cm e) 177 mv j) 0,001 cm² o) 0,018 mf t) 35 ma a) 1,2 x 10-4 A f) 10-5 m² k) 10-4 V p) 10-7.m 3 b) 1,52 x 10-4 A g) 10-6 F l) 10-6.A q) m c) V h) 2,5 x 10-7 F m) 5...V r) 5,7 x 10-4.m² d) m i) m n).1,5 x 10-5 F s) 1,5 x 10-2.m e)...0,177...v j) m² o) 1,8 x 10-5.F t).3,5 x 10-2.A Les unités de mesure 10 Lycée Louis Armand - Paris