C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.1. le corant électrqe 1.1.1. le crct électrqe n crct électrqe content a mons n générater, des fls condcters et a mons n récepter. n fl condcter est n fl métallqe, habtellement en allage de cvre. schéma électrqe éqvalent a crct électrqe représenté : K L L symbole d'ne lampe K symbole d'n nterrpter symbole d'ne ple où la borne + et la grande barre n crct électrqe est constté D 2 de dpôles génératers : D 1 B D de dpôles récepters : G D 4 D 3 D 5 C F de malles : C 1 D 6 de nœds : M de branches en sére : et de branches en dérvaton : Lycée Los rmand - MULHOUS page 1 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.1.2. la natre d corant électrqe déplacement d'électrons fl condcter électrons lbres n solant n'a pas d'électron lbre dans les métax : le porter de charge est l'électron de charge e = - 1,6 x 10-6 C ; C est le symbole d colomb, nté de la qantté d'électrcté F dans les électrolytes les charges sont les ons : les anons de charges négatves et les catons de charges postves. 1.1.3. le sens conventonnel d corant électrqe déplacement d'électrons fl condcter électrons lbres corant électrqe le sens conventonnel d corant électrqe est opposé a sens de déplacement des électrons 1.1.4. défnton de l'ntensté d'n corant électrqe en nor, les électrons passant en t secondes fl condcter électrons lbres secton en pontllés défnton : l'ntensté d'n corant électrqe est qantté d'électrcté traversant la secton d'n condcter en ne seconde. S Q colombs traversent en t secondes, l'ntensté d corant est = Q t ntés : Q (C) et t (s) Lycée Los rmand - MULHOUS page 2 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance est en ampères (), en hommage a physcen et mathématcen franças ndré Mare mpère (Lyon 1775 - Marselle 1836) por désgner n corant on tlse sovent les lettres, I, 1, 2, 3, I 1, I 2, I 3, Q est en colombs (C) en hommage à Charles gstn Colomb (1736-1806), n offcer, ngéner et physcen franças. et t en secondes (s) on retent ass la relaton Q =.t qand on charge ne battere o n accmlater la qantté d'électrcté reçe est exprmée en.h (ampèrehere) o en m.h exemple : s n accmlater a ne capacté de 500 mh et q'l est consellé de le charger avec n corant de 50 m, l fat 10 heres por le charger défnton d'n ampère : n ampère est ne charge de n colomb traversant la secton d'n condcter en ne seconde. 1 Un ampère c'est 1,6 x 10-19 = 6 250 000 000 000 000 000 électrons q passent en ne seconde! Représentaton d corant : est ne grander algébrqe = + 56 m sgnfe qe le corant réel va dans le sens ndqé par la flèche = - 56 m sgnfe qe le corant réel va dans le sens opposé ordres de grander d'n corant électrqe : en électronqe : 1, 1 m = 0,001 = 10-3, 1 µ = 0, 001 m = 0,000 001 = 10-3 m = 10-6 en électrotechnqe et en électronqe de pssance : de 1 à 10 k = 10 000 Lycée Los rmand - MULHOUS page 3 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.1.5. mesre de l'ntensté d'n corant électrqe : l'ampèremètre la borne d'entrée est notée m, roge o "+" (pls) la borne de sorte est notée COM, nore o "-" (mons) symbole d'n ampèremètre branchement : le corant entre par la borne + habtellement roge Lycée Los rmand - MULHOUS page 4 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance +0,795 + L + L + L apparel analogqe apparel nmérqe mavas branchement 1.1.6. la lo des nœds o lo des corants La somme des ntenstés des corants entrant dans n nœd est égale à la somme des ntenstés des corants partant de ce nœd. 1 Ic : 2 + 3 + 4 = 1 + 2 5 3 exemple : 1 = 200m, 2 = 50 m, 3 = - 0,075 et 4 = + 0,060 m 5 calcler 5 : 4 1.1.7. le corant de cort-crct I CC d'n dpôle I CC est le corant q crclerat s les bornes d dpôle étaent relées à n fl condcter. Le corant de cort-crct d'n générater est très grand et pet l'endommager. 1.1.8. le corant maxmal admssble I max I max est le corant maxmal q pet traverser n composant avant qe ses proprétés soent modfées ; l ne dot jamas être attent. Lycée Los rmand - MULHOUS page 5 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.1.9. les dangers d corant électrqe n France, chaqe année, pls de 200 personnes merent par l'électrcté, drectement o ndrectement. On parle d'électrocton. Il y a pls de 3000 accdents non mortels par an ayant entraîné des ncapactés permanentes o temporares, partelles o totales des vctmes. C'est l'électrsaton. n pls des accdents hmans d'orgne électrqe, l fat consdérer les ncendes, dont l'électrcté est la case. Les statstqes d'assrance font apparaître qe, dans n cas sr qatre envron, n ncende a ne orgne électrqe. Les effets provoqés par le passage des électrons a travers de l'organsme dépendent des éléments svants : - ntensté d corant - natre d corant (alternatf o contn) - temps de passage - trajet dans l'organsme Lycée Los rmand - MULHOUS page 6 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance S le coer est traversé par ne parte d corant, les phénomènes sont beacop pls graves. Les effets sont ndqés c-dessos en corant alternatf, s le temps de passage est de l'ordre de qelqes secondes - de 0 à 3 m : acne sensaton ne se manfeste. - de 3 à 5 m : l'ndvd perçot n pcotement léger. - de 5 à 10 m : on a la sensaton d'n choc q provoqe n movement de retrat. Pas de danger électrqe mas rsqe de chte o de hert avec l'envronnement. - de 10 à 20m : choc pls volent qe précédemment avec apparton de tétansaton des mscles d bras et de l'avant-bras. S les dogts sont refermés ator de la pèce sos tenson, la volonté ne porra pas commander de lâcher. - de 20 à 30 m : Choc encore pls volent. La tétansaton concerne cette fos-c l'avant-bras, le bras, la cage thoracqe, le daphragme, les jambes. Le blocage d daphragme entraîne l'arrêt de la respraton. Pls d'oxygène dans les pomons, pls d'oxygène por le cervea, d'où nécrose des cellles cérébrales q s'accélère. n mons de tros mntes, l fadra sot rétablr la foncton respratore sot s'y sppléer. - a-delà de 30 m : n pls des problèmes énoncés précédemment, la probablté d'apparton de la fbrllaton ventrclare agmente. Le fonctonnement cardaqe est pertrbé par la parte d corant extérer q le traverse. Il se met à vbrer en poston de repos, c'est-à-dre dlaté. Il n'assre pls son rôle de pompe asprante refolante, donc n'assre pls d'oxygène ax dfférents organes et en partcler a cervea. Là encore, on dspose de tros mntes a maxmm por sppléer à ce dysfonctonnement cardaqe. Sel n contre-choc électrqe obten à l'ade d'n défbrllater porra rétablr ne foncton cardaqe correcte. Pls l'ntensté q traverse le corps agmente, pls les brûlres sont graves et profondes. n corant contn lsse, les phénomènes de tétansaton et de fbrllaton n'exstent pas. Le coer pet s'arrêter sos l'effet d'n choc en corant contn. Les phénomènes de pcotements, chocs, brûlres, etc.., se prodsent por des valers d'ntensté qatre à cnq fos pls grandes q'en alternatf. Le travaller dans le domane électrqe dot svre ne formaton por être capable d'opérer en sécrté sr n ovrage électrqe. Cette formaton l permet d'être hablté par son employer, q l délvre l'habltaton. Lycée Los rmand - MULHOUS page 7 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.2. la tenson électrqe o dfférence de potentel 1.2.1. analoge avec la chte d'ea de à la dénvellaton d'n cors d'ea + L dfférence de nvea B amont aval amont aval B corant d'ea est la tenson ass appelée la dfférence de potentel = - B la dfférence de nvea est hater = h - h B 1.2.2. conventons de fléchage crct dpôle dpôle dpôle 4 V 4 1.2.3. nté : le volt q a por symbole V en hommage à lexandre Volta ordres de grander : en électronqe : 1 V, 1 mv = 0,001 V = 10-3 V, 1 µv = 0,001 mv = 0,000 001 V = 10-6 V en électrotechnqe et en électronqe de pssance : 1 V à 100 kv exemples : la ple 1,5 V, la battere de votre de 12 V l'adaptater secter : 9 V, la battere d'n téléphone sans fl : 3,6 V le secter df de 240 V, n moter de 240 V les lgnes de transport d'énerge électrqe 20 kv, 62 kv, n sgnal rado de 20 µv vor les domanes de tenson Lycée Los rmand - MULHOUS page 8 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.2.4. mesre de la tenson électrqe avec le voltmètre le voltmètre analogqe et le voltmètre nmérqe on mesre la tenson ax bornes de la lampe le voltmètre est placé en dérvaton la borne + d voltmètre est relée à la borne + d générater V +7,958 V V v est ne grander algébrqe s nqement le branchement est nversé on ara = - 7,958 V + + 1.2.5. la lo des malles o lo des tensons La somme algébrqe des tensons d ne malle est nlle Méthode selle : 3 2 a) flécher et nommer arbtrarement les tensons ax bornes de chaqe dpôle, b) por la malle chosr n sens postf arbtrare, 1 4 V 4 c) la somme des tensons est égale à 0, en comptant postvement les tensons fléchées dans le même sens qe le sens postf arbtrare de la malle et négatvement les atres. 5 1-3 + 2-4 + 5 = 0 exemple : on mesre 1 = + 5 V, 2 = 7 V 3 = - 12 V et 4 = + 9 V calcler 5 - évdemment, svant les cas d atres méthodes convennent parfos mex : par exemple la somme des flèches (ne grande flèche est égale à la somme de dex pettes flèches) par exemple la relaton de Chasles s les nœds sont repérés par des lettres : = B + BC + CD + D. Lycée Los rmand - MULHOUS page 9 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance 1.3. la pssance électrqe en régme contn 1.3.1. défnton de la pssance électrqe P P =. ntés P en watts, de symbole W, U en volts (V) et I en ampères () s P > 0, le dpôle fonctonne en récepter s P < 0, le dpôle fonctonne en générater 1.3.2. l'énerge électrqe W W =..t ntés d système nternatonal (U.S.I.) : le jole (J) atres nté : le klowatthere (kwh) atre nté : l'électronvolt (ev) avec 1 ev = 1,6.10-19 J, 1.3.3. mesre de la pssance électrqe en régme contn dpôle montage voltampèremétrqe V dpôle à l'ade d'n wattmètre n wattmètre a dex crcts ndépendants : le crct corant entre les bornes et * q mesre l'ntensté d corant le crct tenson entre les bornes V et * q mesre la tenson W * W * V * V * dpôle Lycée Los rmand - MULHOUS page 10 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
Docment : le wattmètre C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance Docment : Déplacement des électrons : à qelle vtesse? On pet ass magner les choses ans : les électrons sont réparts tot a long des fls, et crclent tant qe la ple ler fornt de l'énerge. Mas q'n nterrpter overt sot placé n'mporte où, et le flot sera mmoblsé. Dés q'n démarre, l'atre bot de la fle se met en movement. Oh, l y a ben n léger déla, comme por n tran d'allers, la loco ne met pas en movement mmédatement le derner wagon, l fat le temps qe les dverses lasons soent tendes. Por les électrons, c'est parel, ls se repossent les ns les atres, mas à la vtesse de l'nformaton, 300 000 km/s! n fat, les électrons d cvre se déplacent à ne vtesse moyenne d'envron 1 mm/s, pls lentement q'n escargot!... Mas l'nformaton de movement se déplace ben à la vtesse de la lmère... Les électrons ont n movement anarchqe à de très grandes vtesses, proches de celle de la lmère. S'l n'y a pas de corant, ce n'est pas qe les électrons sont mmobles, mas c'est qe ler vtesse moyenne est nlle. Lycée Los rmand - MULHOUS page 11 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR
C hapt re 1 : crc t s éle ct rqes, corant, tenson et ps sance Docment : les domanes de tenson tels q'ls sont défn par la norme UT C18 510 Domanes de tenson Très basse tenson (TBT) Basse tenson (BT) Hate tenson (HT) domane BT domane BTB domane HT domane HTB tenson U n corant alternatf n corant contn lsse U 50 V U 120 V 50 V < U 500 V 120 V < U 750 V 500 V < U 1 000 V 750 V < U 1 500 V 1 000 V < U 50 000 V 1 500 V < U 75 000 V 50 000 V < U 75 000 V < U Lycée Los rmand - MULHOUS page 12 / 12 Physqe pplqée - HSSNBOHLR