Chapitre 8P : TRANSFERTS D ENERGIE DANS UN CIRCUIT ELECTRIQUE

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1 P3P électrodynamique Chapitre 8P 1 ère S Chapitre 8P TRANSFERTS D ENERGE DANS UN CRCUT ELECTRQUE Lors du passage du courant électrique, le générateur transfère une partie de son énergie aux récepteurs placés dans le circuit. L échange énergétique doit avoir lieu en tenant compte des valeurs de la tension et de l intensité dites valeurs nominales, ou encore valeurs normales de fonctionnement. En cas de dépassement de ces valeurs, les appareils risquent d être détériorés. Ce chapitre a pour but de mettre en perspective le vocabulaire de base de l électricité, ainsi que la manière d effectuer les mesures dans un circuit. ) Grandeurs électriques de base 1) Récepteur électrique Exemple 2) Générateur électrique Exemple 3) ntensité du courant électrique L intensité du courant électrique se mesure à l aide d un ampèremètre branché en série. L unité d intensité est l ampère (symbole A). L intensité est assimilable à un débit de charges électriques à travers une section de conducteur. Elle correspond à la charge qui traverse une section de conducteur par unité de temps. 4) Sens conventionnel du courant électrique l correspond à un déplacement (théorique) de charges positives de la borne + à la borne du générateur. En réalité, ce sont des électrons qui se déplacent en sens inverse. 5) Tension électrique La tension électrique U AB (en volt) correspond à la différence de potentiel électrique entre les points A et B Le potentiel électrique noté V (en volt) caractérise l état du circuit au point considéré. On a besoin de définir une référence 0 V la terre. - 1/5 MARTN Lycée Français de Djibouti 0910

2 P3P électrodynamique Chapitre 8P 1 ère S La tension électrique est algébrique (>0 ou <0) et se mesure avec un voltmètre ou un oscilloscope. ls sont capables de mesurer la différence de potentiel entre 2 points. Leur branchement est important car le signe de la tension mesurée peut en être modifié. Remarque Le courant descend les potentiels, un peu comme l eau, en s écoulant descend la pente. 6) Puissance électrique La puissance électrique P, par définition est égale au produit de la tension et de l intensité. Son expression est 7) Travail électrique ou énergie électrique reçue par un récepteur L énergie électrique (travail électrique) reçue par un récepteur pendant la durée t est Pour des raisons pratiques, on utilise dans la vie courante une autre unité d énergie électrique, le kilowattheure (kwh). Donc, pour une même énergie, si la durée diminue alors la puissance augmente. Par conséquent, la puissance électrique permet d évaluer la rapidité d un transfert d énergie. 8) Application du principe de conservation de l énergie Le principe de conservation de l énergie, vu en mécanique, est applicable dans tous les domaines de la physique et de la chimie! - 2/5 MARTN Lycée Français de Djibouti 0910

3 P3P électrodynamique Chapitre 8P 1 ère S ) Préalables à l étude de quelques dipôles 1) Les conventions récepteur et générateur La convention récepteur La convention générateur Pourquoi ces conventions? Pour un récepteur électrique, si le courant rentre par la borne A d un dipôle alors la tension U AB sera positive. Pour un générateur électrique, si le courant sort par la borne P d un dipôle alors la tension U PN sera positive. Prenons un circuit comportant un générateur et un récepteur. Appliquons les conventions aux 2 dipôles. A Dipôle récepteur B P Géné. quelconque N P Géné. quelconque N U AB > 0 U PN > 0 A U PN > 0 R B U BA < 0 U NP < 0 U AB (> 0) On sait que U AB = U PN. Si nous n appliquons pas ces conventions, on trouvera U AB = - U PN ERREUR!!!! 2) L effet Joule a) L effet Joule peut être bénéfique Utilisation volontaire de l effet joule dans les systèmes de chauffages électriques divers. Exemples b) L effet Joule peut être indésirable Comme n importe quel dipôle possède une résistance interne (même faible!), inévitablement n importe quel appareil électrique va dissiper de l énergie électrique par transfert thermique avec le milieu extérieur. Cette énergie perdue affecte le rendement de ces appareils et impose souvent la mise en place d aérations de dissipateurs thermique. Exemples Remarque Les pertes énergétiques lors du transport électrique sont plus faibles si on augmente la tension. Cela oblige les fournisseurs électriques à l énergie électrique sous des tensions très élevées à partir du lieu de production jusqu au voisinage du lieu de consommation. Cela se fait par ligne THT à 225 kv ou 400 kv ou HT environ 50 kv). Plus on se rapproche de l utilisateur, plus on abaisse la tension (MT 20 kv vers BT 230 à 400 V). - 3/5 MARTN Lycée Français de Djibouti 0910

4 P3P électrodynamique Chapitre 8P 1 ère S ) Transferts d énergie au niveau d un récepteur TP6P Nom du récepteur Conducteur ohmique Rôle énergétique Schéma électrique Relation entre la tension et l intensité Expression de l énergie électrique reçue (donc dissipée) Nom du récepteur Moteur Rôle énergétique Schéma électrique Relation entre la tension et l intensité Expression de l énergie électrique reçue et dissipée Nom du récepteur Electrolyseur Rôle énergétique Schéma électrique Relation entre la tension et l intensité Expression de l énergie électrique reçue et dissipée - 4/5 MARTN Lycée Français de Djibouti 0910

5 P3P électrodynamique Chapitre 8P 1 ère S V) Energie fournie par un générateur TP6P Nom du générateur source de tension stabilisée Schéma électrique C est une source de tension capable de fournir toujours la même tension à condition que l intensité du courant à fournir au circuit soit raisonnable (< 5 A par exemple). Relation entre la tension et l intensité Expression de l énergie électrique fournie Nom du générateur Pile et batterie Schéma électrique Rôle énergétique C est une source de tension capable de fournir une énergie électrique à partir d une énergie chimique. Relation entre la tension et l intensité Expression de l énergie électrique fournie - 5/5 MARTN Lycée Français de Djibouti 0910