ELECTROTECHNIQUE Le courant électrique LP PAUL MATHOU 2010-2011
- 2 - Electrotechnique : Le courant électrique loi des nœuds a) Introduction : Notions de courant électrique 1) Une installation peut être sous tension et «hors énergie» : la tension U existe entre phase et neutre mais la lampe est éteinte car l interrupteur est ouvert et aucun «courant» ne circule dans les fils. 2) Lorsque le circuit se trouve «en énergie» : la tension existe entre phase et neutre, un «courant» circule dans les fils de l installation car l interrupteur est fermé et la lampe est allumée : c est l effet visible du «courant électrique». b) Unité : L intensité du courant électrique 1 est repérée par la lettre I L'unité du courant électrique est l ampère (A) en hommage à André Marie Ampère (1775-1836) qui édifia entre autre la théorie de l électromagnétisme. c) Repérage : La présence du courant de circulation est matérialisée par une flèche sur le fil dans lequel il circule. La valeur prise par le courant dépend des caractéristiques internes de l appareil: puissance, résistance.., qui seront étudiées dans les cours suivants. On se contentera donc, dans un premier temps, de mesurer la valeur prise par le courant dans le circuit sans se soucier de sa valeur. d) Loi des nœuds: 1 Le courant électrique est un déplacement des électrons dans la matière provoqué par la mise sous tension du récepteur.
- 3 - Electrotechnique : Le courant électrique loi des nœuds Une installation électrique de type tertiaire ou industrielle est composée de récepteurs qui doivent tous être alimentés sous la tension normalisée «U» fournie par le réseau E.D.F. Le montage qui permet l alimentation de plusieurs récepteurs sous la même tension U s appelle «montage dérivation» ou «parallèle» : Nous venons de constituer un circuit. Chaque fois que l on raccorde un récepteur en dérivation sur un premier, on crée un «nœud». D un nœud, les courants peuvent entrer ou sortir. Par exemple, un "circuit d éclairage» (fig.1) composé de 2 foyers lumineux absorbera un courant I qu on pourra repérer I 1 à I 2 (courants sortants). Dans ce cas, le fil général d alimentation sera parcouru par la somme des courants absorbés par les lampes : I (courant entrant). On peut généraliser ce raisonnement à toute installation électrique (prise de courant, foyers lumineux...etc.) car l ensemble des appareils sont raccordés en dérivation et la loi régissant les courants s appelle la loi des nœuds et s écrit: I = I 1 + I 2 + I 3 + Loi des nœuds : Somme des courants entrants = Somme des courants sortants Que l on peut écrire aussi sous d autres forme I = I 1 + I 2 + I 3 + + I n ; n: nombre de récepteurs dans le circuit e) Application de la loi des nœuds : Effectuez, en vous aidant de la loi des nœuds, le repérage des différents courants de circulation sur le schéma développé ci-dessous et sur la représentation 3D.
- 4 - Electrotechnique : Le courant électrique loi des nœuds Représentez le branchement des ampèremètres qui permettent de mesurer les courants suivants : I 2 et I 4 et I TOTAL
- 5 - Electrotechnique : Le courant électrique loi des nœuds f) Mesurage du courant électrique : Pour mesurer un courant électrique on utilise un «ampèremètre». 1) Symbole et types d appareils: 1) Montage: Un ampèremètre se branche en «série» avec le récepteur dont on veut mesurer la consommation. Cela signifie qu il faut couper le circuit et intercaler l ampèremètre entre les points de coupure (fig.1). Contrairement au voltmètre l ampèremètre doit être raccordé lors du câblage du circuit, sauf si l on utilise une «PINCE AMPEREMETRIQUE» (fig.2). Contrairement au voltmètre, il est un très bon conducteur car sa «résistance interne R» est très faible (loi d Ohm), en effet, il ne doit pas modifier le fonctionnement du récepteur dont il mesure la consommation en courant g) Précautions à prendre : les raisons évoquées ci-dessus montrent que l ampèremètre «traditionnel» est d un emploi délicat : 1) le raccordement d un ampèremètre sur un montage déjà sous tension se solde obligatoirement par un court circuit (fig.4). On pourra d ailleurs vérifier que la tension mesurée entre les bornes de mesure d un ampèremètre est nulle, il possède les mêmes caractéristiques électriques qu un fil du montage qu il remplace (fig.3). 2) Le mesurage des courants sur des circuits déjà sous tension s effectuera donc à
- 6 - Electrotechnique : Le courant électrique loi des nœuds l aide d une pince ampèremétrique (fig.2). 3) Le mesurage du courant effectué à l aide d une pince sur 2 conducteurs L et N donne un résultat toujours nul (fig.5). 4) Les bornes de mesurage d une pince ne peuvent pas mesurer qu une tension électrique (fig.6).
- 7 - Electrotechnique : Le courant électrique loi des nœuds h) Répondez aux questions suivantes : pour chacun des schémas représentés cidessous dites si : 1. La lampe est allumée : 2. Le raccordement de l ampèremètre est correct : 3. L ampèremètre est en série avec la lampe : 4. Un courant circule dans le circuit : 5. L ampèremètre mesure un courant : 6. L ampèremètre provoque un court-circuit :
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