Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 10 ème Année 2-ELECTRICITE (DUREE : 27H)

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1 Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 0 ème Année 2-ELECTRCTE (DREE : 27H) 2- LES DPOLES RESSTFS (DREE : 9H) A- LO D OHM A-. LE RESSTOR n résistor est un dipôle passif qui transforme en chaleur toute l'énergie qu'il reçoit. Symboles R R Normalisation Europèenne Américaine La grandeur électrique associée à ce composant est appelée résistance (R) et s'exprime en ohms (Ω). On utilise également les multiples et sous-multiples suivant: Le mégohm ( MΩ = 0 6 Ω) / Le kilohm (kω= 0 3 Ω) / Le milliohm ( mω = 0-3 Ω). A-2. LA LO D OHM La différence de potentiel entre les bornes d un résistor est égale au produit de la résistance de ce résistor par l intensité su courant qui le traverse. R =*R en Volts (V) en Ampère (A) R en Ohm (Ω) Remarque, la relation traduisant la loi d ohm peut aussi s écrire : G se nomme conductance =G* Avec G=/R G en siemens (S) R en Ohms (Ω) en Volts (V) en Ampère (A) A-3. LO DE JOLE La puissance électrique absorbée par un résistor est intégralement dissipée en chaleur, c est l effet Joule. La puissance dissipée par un résistor est donc donné par la relation : Cette expression de la puissance est appelée la loi de Joule P d =* Avec =*R à P d =R* 2 P en Watt (W) R en Ohms (Ω) en Volts (V) en Ampère (A) A-4. ASSOCATON DE RESSTORS 4. NOTON DE RESSTANCE EQVALENTE n groupe de résistors, linéaires ou non, se comporte globalement comme un seul résistor dont la résistance est dite résistance équivalente. La résistance équivalente RE d un groupe de résistors est la résistance du résistor unique qui, soumise à la même tension que le dipôle, serait traversée par un courant de même intensité. La loi d Ohm = RE. s applique et la puissance dissipée par l effet Joule est (P= RE. 2 ).

2 4-2.ASSOCATON EN SERE Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 0 ème Année Dans une association série, les résistors sont montés les uns à la suite des autres. ls sont donc traversés par le même courant. 2 3 R R2 R3 = = R. + R2. + R3. = (R + R2 + R3). (R + R2 + R3). = RE. RE = (R + R2 + R3) = RE. RE La résistance équivalente RE d une association en série est égale à la somme des résistances présentes dans l association. 4-3.ASSOCATON EN PARALLELE Dans une association parallèle, les résistors sont montés côte à côte et chaque borne du dipôle est commune à chaque résistor. ls présentent donc la même tension à leurs bornes. R 3 R 2 R = = /R + /R2 + /R3 =.(/R + /R2 + /R3).(/R + /R2 + /R3) = /RE /RE = (/R + /R2 + /R3) = /RE RE L inverse de la résistance équivalente RE à une association en parallèle est égale la somme des inverses des résistances présentes dans l association. CAS PARTCLERS o Association en parallèle de plusieurs résistors identiques = r + r + r + r = n r r r n résistors = r n r

3 o Association en parallèle de 2 résistors Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 0 ème Année = R + R 2 <=> = R 2 + R => R R = R R 2 = Produit 2 R 2 + R Somme La résistance équivalente à deux résistors montés en parallèle est égale au quotient de leur produit par leur somme. 4-4.Association Mixte La recherche de la résistance équivalente d un groupement mixte de résistors nécessite de procéder par étapes :. dentifier les associations simples de résistors du montage. 2. Les remplacer par leurs résistances équivalentes respectives. 3. Refaire un schéma et recommencer la procédure jusqu à obtenir un groupement simple qui donnera la résistance équivalente globale. B-CODE DES COLERS DES RÉSSTANCES EN ÉLECTRONQE B-. ntroduction : Le plus souvent, la résistance se présente avec des bagues de couleurs (anneaux) autour de celle-ci. Chaque couleur correspond à un chiffre. La correspondance entre les chiffres et les couleurs des anneaux constitue ce qu'on appelle le code des couleurs et permet de déterminer la valeur d'une résistance ainsi que sa tolérance. Exemple de résistance : B-2. Méthode pour déchiffrer l faut tout d'abord placer la résistance dans le bon sens. En général, la résistance possède un anneau doré ou argenté, qu'il faut placer à droite. Dans d'autres cas, c'est l'anneau le plus large qu'il faut placer à droite. l existe trois types de résistances : les résistances à 4, 5 et 6 anneaux.. Résistances à 4 anneaux Les deux premiers anneaux donnent les chiffres significatifs (le premier donne la dizaine et le second l'unité). Le troisième donne le multiplicateur (la puissance de 0 qu'il faut multiplier avec les chiffres significatifs). Le quatrième la tolérance (les incertitudes sur la valeur réelle de la résistance donnée par le constructeur). 2. Résistances à 5 anneaux Les trois premiers anneaux donnent les chiffres significatifs. Le quatrième donne le multiplicateur (la puissance de 0 qu'il faut multiplier avec les chiffres significatifs). Le cinquième la tolérance (les incertitudes sur la valeur réelle de la résistance donnée par le constructeur). 3. Résistances à 6 anneaux Les quatre premiers anneaux ont la même signification que les résistances à 5 anneaux (voir ci-dessus). Le sixième est un coefficient de température (variation de la conductivité électrique avec la température). Exemple :

4 Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 0 ème Année Premier chiffre significatif : jaune : 4 Deuxième chiffre significatif : vert : 5 Multiplicateur : orange : 3 Tolérance : dorée : 5 % Donc la valeur de cette résistance est : 45 x 0 3 à 5 % soit 45 k à 5 %. Exemple 2 : Premier chiffre significatif : rouge : 2 Deuxième chiffre significatif : violet : 7 Multiplicateur : marron : Tolérance : argent : 0 % Donc la valeur de cette résistance est : 27 x 0 à 0 % soit 270 à 0 %. B-3.Tableau récapitulatif Chiffres significatifs Multiplicateur Marge de tolérence Marge de tolérence Noir 0 sombre:35% 0-2 sombre:35% 0% 00 R-G-B 0 - R-G-B 5% 53 2 Noir 0 0 Noir 20% Orange 5 Orange 3 0 % Jaune 25 Jaune % 0 Vert 5 Orange 0 3 Vert 0,50% Violet 5 6 Jaune 0 4 0,25% Violet 7 Vert 0 5 Violet 0,0% Gris sombre:5% 0,5% 9 Violet 0 7 Principe de fonctionnement des transducteurs Généralités et définitions ) Schéma de principe Le potentiomètre convertit une grandeur d'entrée mécanique, la distance x, en une grandeur de sortie électrique, la tension : c'est un transducteur. La grandeur de sortie peut être mesurée, ici à l'aide d'un voltmètre : ce transducteur particulier est un capteur. 2) Transducteur n transducteur est un système permettant de convertir une grandeur physique appelée grandeur d'entrée E, en une autre grandeur physique qui peut être de même nature appelée grandeur de sortie S. On peut résumer cette définition en utilisant le schéma fonctionnel cicontre Grandeur physique d entrée E Transducteur Grandeur physique de sortie S

5 Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 0 ème Année Explicitement ils sont entre autres : o Transducteurs électromécaniques (Potentiomètre), o Transducteurs thermoélectriques (thermistance). o Transducteurs optoélectroniques (Photorésistance). o Transducteurs magnéto-électriques, A- Transducteurs électromécaniques ) Principe Ces transducteurs convertissent une grandeur d'entrée mécanique E en une grandeur de sortie électrique S ou inversement une grandeur d'entrée électrique en une grandeur de sortie mécanique. La grandeur physique de sortie peut être mesurée; ces transducteurs sont des capteurs. Grandeur d entrée mécanique E Transducteur électromécanique Grandeur de sortie électrique S Exemples a) Potentiomètre linéaire n potentiomètre linéaire est un transducteur permettant d'obtenir une tension (grandeur physique de sortie) fonction de la position du curseur dont on peut mesurer l abscisse (grandeur physique d'entrée) dans un repère choisi. b) Potentiomètre circulaire n potentiomètre circulaire est un transducteur permettant d'obtenir une tension (grandeur physique de sortie) fonction de la position du curseur dont on peut mesurer la position angulaire (grandeur physique d'entrée) dans un repère choisi. Le principe de fonctionnement est analogue à celui d'un potentiomètre linéaire. B-Transducteurs thermoélectriques (thermistance) ls comprennent :. La thermistance (qui fait l objet de notre étude) 2. Thermocouple La thermistance : Symbole d une thermistance Principe ne thermistance est un transducteur qui convertit une température, grandeur physique d'entrée E, en une valeur de résistance électrique, grandeur physique de sortie S. La grandeur physique de sortie peut être mesurée, ce transducteur est un capteur. Grandeur d entrée E Temperature Schéma fonctionnel d'une thermistance. Thermistance Grandeur de sortie S Résistance électrique Les thermistances sont constituées par des éléments dont la résistance électrique varie en fonction de la température. On peut classer les thermistances en deux groupes : - Thermistance à coefficient de température négatif CTN dont la résistance électrique augmente (respectivement diminue) quand la température diminue (respectivement augmente); - Thermistance à coefficient de température positif CTP dont la résistance électrique augmente (respectivement diminue) quand la température augmente (respectivement diminue).

6 Symbole d une CTN Symbole d une CTP Cours de physique présenté par : Mr Bah Ahmad Sarah Niveau : 0 ème Année -T +T Application Les thermistances sont utilisées pour réaliser des capteurs de température lorsque les températures utilisées varient entre -50 C et 900 C. Exemple de thermistance : capteur céramique délivrant une résistance inversement proportionnelle à la température (CTN). Sensibilité maximale entre 0 C et 00 C. C- Transducteurs optoélectroniques (Photorésistance) L'optoélectronique est l'étude des dispositifs électroniques dont le fonctionnement fait intervenir des ondes lumineuses visibles ou invisibles. ls comprennent :. Photorésistance (faisant l objet d étude). 2. Phototransistor 3. Photopile 4. Photodiode La photorésistance : Symbole d une photorésistance La grandeur de sortie peut être mesurée, ce transducteur est un capteur. Grandeur d entrée E éclairement Principe ne photorésistance est un transducteur qui convertit un éclairement, grandeur physique d'entrée E, en une valeur de résistance électrique, grandeur physique de sortie S Schéma fonctionnel d'une photorésistance. Photorésistance Grandeur de sortie S résistance electrique Le phototransistor : Symbole d un phototransistor La grandeur de sortie peut être mesurée, ce transducteur est un capteur. Grandeur d entrée E éclairement Principe n phototransistor est un transducteur qui convertit un éclairement, grandeur physique d'entrée E, en un courant électrique, grandeur physique de sortie S. Schéma fonctionnel d'un phototransistor Phototransistor Grandeur de sortie S courant électrique Le chargé du cours Mr. Bah Ahmad Sarah