Electricité Cécilia GAUVIN cecilia.gauvin@gmail.com Septembre 2012
Plan principal I. Electricité continue II. Régime sinusoïdale III. Dipôle RLC 2
1. Introduction 2. Le courant électrique 3. La tension électrique 4. Lois dans un circuit 5. Quelques dipôles particuliers 6. Amplificateur Opérationnel 3
1. Introduction Description pour la première fois du phénomène (électricité statique et magnétisme) en 600 av. JC par Thales de Milet. Terme «électricité» inventé en 1600 par William Gilbert, qui différencie corps électrique et magnétique. 1733, Du Fay fait la distinction entre charges positives et négatives, mais c est Coulomb qui en énonce les lois. 1799, Allexandro Volta crée la première pile électrique. En 1820 André-Marie Ampère découvre le magnétisme et l électrodynamique. 4
2. Le courant électrique a) Définition Déplacement de charges électriques Dans un métal : e Dans une solution saline : ions Sens conventionnel du courant électrique + - e - Sens réel du déplacement des électrons 5
2. Le courant électrique b) Intensité du courant électrique La section S du conducteur métallique est traversée par une certaine quantité d électrons. Cette quantité d électricité traversant S est notée Q et s exprime en Coulomb (C). avec ne - le nombre d électron traversant S, et e la charge élémentaire, e = 1,6.10-19 C I = Q t Q = ne e L intensité du courant I est définie par la quantité d électricité traversant S pendant un temps t elle est en Ampère (A) avec Q la quantité d électricité (C), et t le temps (s). e - 6 e - S
2. Le courant électrique b) Intensité du courant électrique I se mesure avec un ampèremètre en série Par convention, I est + lorsqu elle est orientée de la borne + vers - Dans un circuit en série, l intensité du courant est la même en tout point de ce circuit. Loi des nœuds : La somme des intensités des courants électrique qui entre dans un nœud est égale à la somme des intensités des courants qui en sorte. 7
3. La tension électrique a) Définition Différence de quantité de charges entre deux points A et B. chacun de ces points ont un potentiel électrique (V A et V B respectivement) b) Différence de potentiel (ddp) A (V A ) B (V B ) C est la différence de potentiel entre A et B qui introduit une tension électrique Cette ddp s exprime en Volt (V) et se mesure à l aide d un voltmètre branché en dérivation entre le point A et B (ici B est relié à la borne COM) C est une grandeur algébrique : = -U BA V M = 0 = V A - V B 8
3. La tension électrique Loi d additivité des tensions U AC = + U BC Tension d un fil : O V U AC A B C U BC A B C E D F U CD U EF = U CD = U EF 9
4. Lois dans un circuit 10
5. Quelques dipôle particuliers a) Conducteur ohmique loi d Ohm: = R x I Un conducteur ohmique reçoit de l énergie électrique et la transforme en chaleur (effet Joule). Il est délimité par la tension maximale à ses bornes et par un courant d intensité maximale qui le traverse. P elect = U x I P elect est en Watt (W), U en Volt (V) et I en Ampère (A). On a également : P elect = R x I 2 11 A I (V) R B I (A) Le rhéostat : conducteur ohmique de résistance variable
5. Quelques dipôle particuliers b) Générateurs P N U PN = E r x I Avec E, la force électromotrice (fem) (V), r, la résistance interne de la pile (Ω) I + - U PN Une pile transforme l énergie chimique en énergie électrique et en chaleur Sources idéales : De tension E U PN (V) r U PN = E (r = 0) De courant I = Cst I (A) 12