LES LOIS GÉNÉRALES ÉLECTRIQUES

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1 DOSSIER Page 1 / 16 LES LOIS GÉNÉRALES ÉLECTRIQES NOM : PRENOM : CLASSE :

2 Page 2 / 16 SOMMAIRE 1 LE RÉSISTOR page 3 2 LA RESISTANCE page 4 3 MESRE DIRECTE D NE RESISTANCE page 5 4 MESRE VOLTAMPÈREMÉTRIQE D NE RESISTANCE page 6 5 GROPEMENT DE RESISTANCES EN SERIE page 7 6 GROPEMENT DE RESISTANCES EN PARALLELE page 8 7 LA PISSANCE page 9 8 LA MESRE DE LA PISSANCE page 10 9 L ENERGIE page LA MESRE DE L ENERGIE page EXERCICES de page 13 à 16

3 Page 3 / 16 LE RÉSISTOR DEFINITION D N RÉSISTOR n résistor est l élément chauffant d un récepteur électrique purement thermique. n résistor est également un dipôle passif non polarisé qui fonctionne en courant continu comme en courant alternatif. Exemples : La résistance d une plaque de cuisson électrique, la résistance d un ballon d eau chaude, la résistance d un fer à repasser ou encore un plancher chauffant électrique. RESISTANCE D N PLANCHER CHAFFANT ELECTRIQE RESISTANCE D N BALLON D EA CHADE RESISTANCE D NE PLAQE DE CISSON RESISTANCE D N FER A REPASSER Le résistor a pour objectif unique de transformer l énergie ELECTRIQE en énergie THERMIQE. Cette transformation de l énergie électrique en chaleur est appelée l EFFET JOLE. ENERGIE THERMIQE (Chaleur) SYMBOLE D N RÉSISTOR ENERGIE ELECTRIQE L N RÉSISTOR R

4 Page 4 / 16 LA RESISTANCE D N RÉSISTOR DEFINITION DE LA RESISTANCE La résistance d un résistor est son aptitude à ralentir le passage du courant. Elle est symbolisée par la lettre «R» et s exprime en ohms Ω. CALCL DE LA RESISTANCE D N RÉSISTOR R = : Tension aux bornes de la résistance en Volt (V) I : Intensité en Ampère (A) qui traverse la résistance R : Valeur en ohm ( Ω ) de la résistance Exercices: Appliquer la formule R = / I pour déterminer la résistance en ohm de chaque appareil: APPAREILS TENSION (V) INTENSITE (A) RESISTANCE EN Ω GRILLE-PAIN 230 V 1,76 A Ω FER A REPASSER 230 V 5,75 A Ω RADIATER ELECTRIQE 230 V 9,2 A Ω CHAFFE-EA 230 V 11,5 A Ω EXERCICES FAIRE LES EXERCICES DE 1 A 5 PAGE 13

5 Page 5 / 16 MESRE DIRECTE D NE RÉSISTANCE (hors tension) L appareil qui mesure directement la résistance d un résistor est l OHMMÈTRE. n MLTIMETRE numérique comporte toujours une fonction ohmmètre : «Ω». La mesure se fait toujours en plaçant le résistor : - hors tension, - déconnecté, - entre les deux bornes de l appareil de mesure. 130 Ω Fonction Ohmmètre (Ω) R Mesure toujours hors tension

6 Page 6 / 16 MESRE VOLTAMPÈREMÉTRIQE D NE RÉSISTANCE (sous tension) La mesure voltampèremétrique consiste à mesurer la tension et l intensité qui passent dans la résistance sous tension. Pour cela, nous utiliserons un VOLTMETRE branché en parallèle, pour mesurer la TENSION et un AMPEREMETRE branché en série pour mesurer L INTENSITE. i 25 Ω + R La mesure de et de I permet de calculer ensuite la résistance R, en appliquant la formule R = / I GRANDERS SYMBOLE DE LA GRANDER NITES SYMBOLE DE L NITE TENSION Volt RESISTANCE Ohm CORANT Ampère

7 Page 7 / 16 GROPEMENTS DE RÉSISTANCES EN SÉRIE Les résistors sont montés les uns à la suite des autres en série, ils sont donc traversés par le même courant I. A I R1 R2 R3 B Re = Résistance équivalente e = Tension équivalente I = Intensité traversant la résistance Montage équivalent A I Re B e LOI D GROPEMENT EN SERIE Dans un groupement de résistances en série, la résistance équivalente est égale à la somme des résistances. Re = R1 + R2 + R3 e = e Re = I En série le courant I est commun EXERCICES FAIRE LES EXERCICES 6 et 7 PAGE 14

8 Page 8 / 16 GROPEMENTS DE RÉSISTANCES EN PARALLÈLE Les résistors sont montés en parallèle, ils sont soumis à la même tension. I1 R1 I1= R1 Ip A I2 R2 B Ip I2= R2 I3 R3 I3= R3 Re = Résistance équivalente = Tension Ip = Courant principal I1, I2, I3 = Courants dérivés Montage équivalent Ip A B Re LOI D GROPEMENT EN PARALLÈLE Dans un groupement de résistances en parallèle, la résistance équivalente est égale au PRODIT des résistances divisé par la SOMME des résistances. Re = 1 Re Ip Ip = I1 + I2 + I3 = 1 + R1 1 R2 + 1 = R3 Re = R1 + R2 + R3 R1. R2. R3 R1 x R2 x R3 R1+ R2 + R3 EXERCICES FAIRE LES EXERCICES 8 et 9 PAGE 15 En parallèle la tension est commune

9 Page 9 / 16 LA PISSANCE DEFINITION DE LA PISSANCE La puissance électrique que l on note souvent P et qui a pour unité le Watt (W), est le produit de la tension électrique en (V) et de l intensité du courant électrique en (A) pour des appareils purement résistifs. CALCL DE LA PISSANCE P = x : Tension en Volt (V) I : Intensité en Ampère (A) P : Puissance en Watt (W) Cette relation est appelée LOI DE JOLES TRANSFORMATION DE LA FORMLE Remplaçons par RI (loi d ohms =RI) = RI P = x I P = RI x I P = R x I 2 P = R x I 2 Exercices: Appliquer les formules pour déterminer la puissance en W de chaque appareil: APPAREILS I R P=I P= RI 2 GRILLE-PAIN 230 V 1,76 A 130 Ω FER A REPASSER 230 V 5,75 A 40 Ω RADIATER ELEC 230 V 9,2 A 25 Ω CHAFFE-EA 230 V 11,5 A 20 Ω EXERCICES FAIRE L EXERCICE 10 PAGE 16

10 Page 10 / 16 MESRE DE LA PISSANCE L appareil qui mesure directement la puissance en Watt (W) est le WATTMETRE. Cet appareil a une dérivation propotionnelle au produit I=P I Ω + G - R : Tension aux bornes de la résistance R en Volts (V) I : Intensité en Ampère (A) R : La résistance G: Le générateur Il est possible également, pour obtenir la puissance P, d utiliser la méthode de mesure voltampèremétrique. Puis réaliser le calcul avec la formule P=I. i 25 Ω A + G R V -

11 Page 11 / 16 L ENERGIE DEFINITION DE L ENERGIE L énergie électricité que l on note W, est le résultat de la puissance multipliée par le temps. Elle s exprime en Watt-heure (Wh) ou Kilowatt-heure (kwh) mais également en Joule (J) sachant que 1Wh = 3600J CALCL DE LA PISSANCE W = x W : Energie en Watt-heure (Wh) t : Temps en heure (h) P : Puissance en Watt (W) TRANSFORMATION DE LA FORMLE Remplaçons P par I (loi de joules P=I) ou encore P par RI 2 W = I x t P = I P= RI 2 W = I x t W = RI 2 x t W = R I 2 x t W : Energie en Watt-heure (Wh) t : Temps en heure (h) : Tension en Volt (V) I : Intensité en Ampère (A) Exercices: Appliquer les formules pour déterminer l énergie en W de chaque appareil: APPAREILS I t R P W =It W=RI 2 t GRILLE-PAIN 230 V 1,76 A 5 min 130 Ω 404 W FER A REPASSER 230 V 5,75 A 1 h 40 Ω 1322 W RADIATER ELEC 230 V 9,2 A 2h 25 Ω 2116 W CHAFFE-EA 230 V 11,5 A 6h 20 Ω 2645 W EXERCICES FAIRE L EXERCICE 11 PAGE 16

12 Page 12 / 16 LA MESRE DE L ENERGIE L énergie électrique se mesure avec un COMPTER WATTHEREMÈTRE ANCIEN MODELE NOVEA MODELE Sur le compteur Wattheuremètre on peut lire les renseignements suivants: - Différence de potentiel ou d.d.p : 230V - Courant :15 A - Energie enregistrée pour un tour de disque : 3,6 Wh - Fréquence : 50Hz Le compteur est installé par le fournisseur d électricité puis relevé régulièrement pour établir la facturation.

13 Page 13 / 16 EXERCICE N 1 EXERCICES Calculer la résistance d un circuit ayant une tension de 230 V et un courant de 5 A. EXERCICE N 2 Calculer la résistance d un circuit ayant une tension de 120 V et un courant de 15 A. EXERCICE N 3 Calculer l intensité d un circuit ayant une tension de 50 V et une résistance de 30 Ω. EXERCICE N 4 Calculer l intensité d un circuit ayant une tension de 400 V et une résistance de 320 Ω. EXERCICE N 5 Calculer la tension d un circuit ayant une résistance de 22 Ω et un courant de 10A.

14 Page 14 / 16 EXERCICE N 6 EXERCICES Déterminer la résistance équivalente et l intensité entre A et B du circuit suivant: A I 8 Ω 20 Ω 50 Ω B 1 =16V 2 =40V 3 =100V EXERCICE N 7 Calculer la tension aux bornes de chaque résistance. A I = 5A 5 Ω 40 Ω 120 Ω B 1 = V 2 = V 3 = V

15 Page 15 / 16 EXERCICE N 8 EXERCICES Déterminer la résistance équivalente Re du circuit A et B et le courant principal Ip. I1 R1=10 Ω Ip A I2 R2=20 Ω B Ip I3 R3=40 Ω = 120 V EXERCICE N 9 Déterminer la tension aux bornes de AB. I1= 2A I2 = 5A Ip A I1 R1=50 Ω B Ip I2 R2=75 Ω = V

16 Page 16 / 16 EXERCICE N 10 EXERCICES n grille pain a une puissance de 1000 W alimenté par une tension de 230 V. Il est utilisé tous les matins pendant 6 minutes. Calculer l énergie consommée durant 7 jours. EXERCICE N 11 Déterminer par le calcul, l énergie totale consommée par les appareils et la résistance équivalente. Ip = 230V I1 I2 I3 Centrale vapeur 2400W tilisation durant 1h30 Radiateur 2000W tilisation durant 3h Grille pain 1200W tilisation durant 8 min

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