CH1-EC1 : Crcut Electrque en Régme Statonnare (Part1 Part1) 1/ 1/3 ) Défntons Générales :.1) Défntons : Crcut électrque (ou réseau électrque) : Ensemble de composants relés entre eux par des fls de joncton et dans lequel crcule un courant Dpôle : Composant à 2 bornes Nœud : Pont commun à au mons 3 composants Malle : Crcut électrque formant un contour fermé ranche : Porton de crcut relant 2 nœuds consécutfs.2) llustratons : llustrer sur les schémas suvants les défntons précédentes Nombre de? Réseau(x) : Dpôle(s) : Nœud(s) : Malle(s) : ranche(s) : D1 D6 D4 D2 D3 ) ) Courant Electrque ntensté :.1).1) Défntons : n courant électrque est un DEPLCEMENT D ENSEMLED de porteurs de charges (électrons, ons, ) dans un conducteur (métal, lqude, l ) Exemple d un Métal (solde) : Générateur Exemple d un lqude : Générateur tomes fxes du matérau Partcularté d un matérau conducteur? De quo est consttué un lqude? Que se passe-t-l en l absence de courant? Que se passe-t-l en l absence de courant? Que se passe-t-l en présence de courant? Que se passe-t-l en présence de courant? Charge d un électron? Charge des porteurs de charges?
Sens Conventonnel du Courant : Sens de déplacement des charges postves Dans un crcut électrque : Du + vers le EN DEHORS D GENERTER ttenton : la charge d un électron est négatve l se déplace du vers le + en dehors du générateur ntensté du Courant : Mesure la quantté de charge traversant le fl pendant un temps donné ntensté = Débt de charges : dq dt = avec : l ntensté en mpère () q : la charge en Coulomb (C) t : temps en secondes (s).2).2) pplcatons : Valeur de l ntensté? Quel est le courant crée par un flux constant de 10 20 électrons de charge par secondes? Comben d électrons traversent un fl dans le quel on mesure un courant contnu de 1? Sgne de l ntensté? L ntensté peut-elle être négatve? Qu est-ce que cela sgnfe? < 0? Remarque : En général, on chost arbtrarement le sens des flèches des courants, car on ne peut pas toujours connaître ntalement les sens réels de déplacement des courants dans les fls. S on obtent un sgne postf, cela sgnfe que le sens chost correspond ben au sens de déplacement des porteurs de charge postves, snon, l s agt du sens opposé.3) Lo des Noeuds : Lo des Noeuds : La somme des ntenstés des courants entrant dans un nœud est égale à la somme des ntenstés des courants qu en sortent en tra n t = j so rta n t k Pourquo? pplcaton : Ecrre les los des noeuds 4 C 4 Courants dans la même branche? D1 D 2 5 4 D4 D3 D6 6 8 7
CH1-EC1 C1 : Crcut Electrque en Régme Statonnare (Part1 Part1) 2/ 2/3 ) Potentel Tenson Electrque :.1) Défntons : Potentel d un pont : En tout pont X d un crcut électrque, on peut défnr le potentel VX, en Volts Le potentel qualfe l état électrque de ce pont Masse M : C est la référence des potentels On fxe V = 0V Symbole : M M Tenson entre 2 ponts : = V V V = V V = V M M ddtvté des Tensons : C C = + C C C Démo :.2) Lo des malles : Lo des Malles : La somme algébrque des tensons le long d une malle orentée est toujours nulle ε = 0 (Ne dépend pas de la nature des dpôles) m a lle vec ε = 1 S la tenson est dans le sens de la malle ε = 1 S la tenson est dans le sens opposé Exemple : 3 2 Méthode Générale : a) dentfer et ORENTER la malle à étuder b) Chosr un pont de départ c) Parcourr la malle en sommant les tensons vec un + s elles sont dans le sens de la malle vec un - s elles sont dans le sens opposé d) La somme est égale à 0 2 5 4 3 6 7
Exercce d applcaton 1 : Dans le crcut suvant, D1, D2, D3, D4 et sont des dpôles quelconques. Calculer les valeurs des ntenstés nconnues. Données : 0 = 4, = 1, 4 = 2. 0 N P D1 D 8 3 5 D 2 7 D 4 M 4 6 Physquement, que sgnfe 4 = 2 pour D4? Comben d électrons traversent le fl pendant une seconde? 3 Q D1 D3 Exercce d applcaton 2 : Dans le crcut suvant, D1, D2, D3, D4, et D6 sont des dpôles quelconques. Calculer les valeurs des tensons nconnues. Données : 2 = 4V, 3 = 5V et 6 = 10V. D2 2 5 D6 D4 4 6 V) Conventon d orentaton et caractérstque rstque d un dpôle : Deux grandeurs sont nécessares à caractérser l état d un dpôle : La TENSON à ses bornes L NTENSTE qu le traverse V.1) Conventon d orentaton : De quo s agt-t-l l? 2 CONVENTONS POSSLES Conventon Conventon La conventon d orentaton dépend-elle du dpôle étudé? V.2) Caractérstque d un dpôle : De quo s agt-t-l l?
CH1-EC1 C1 : Crcut Electrque en Régme Statonnare (Part1) 3/3 V) Conducteur Ohmque, ou Résstor V.1) Lo d Ohm : Défnton : n conducteur ohmque (ou résstor) est un dpôle qu lmte le passage du courant, et dans lequel la lo d Ohm est vérfée : Lo d Ohm : En conventon RECEPTER : = R, avec Remarque : Caractérstque d un Résstor : : la tenson en Volt (V) R : la résstance du résstor en Ohm (Ω) : l ntensté du courant en mpère () Cela provoque un effet thermque (échauffement), appelé effet Joule 1 On utlse également la conductance G =, exprmée en Semens (S) R Méthode : Retrouver la valeur de R à partr de la caractérstque On mesure la caractérstque d un résstor de résstance R nconnue : Tenson (en V) 0 5 10 15 20 25 30 ntensté (en m) 0.0 2.2 4.5 7.0 9.0 11.4 13.7 Représenter la caractérstque =f() de la résstance Calculer la valeur de R à partr de la courbe tracée V.2) ssocaton en Sére de Résstors Pont dvseur de tenson : R1 R2 R3 Pont dvseur de Tenson : Lorsque 2 résstors sont en sére, on peut exprmer drectement la tenson aux bornes de chacun d eux en foncton de la tenson `totale` et des résstances. 2 R1 R2
Le Potentomètre : l s agt d un composant à 3 bornes (nor) α vare de 0 à 1 en foncton de la poston du curseur C R = 10kΩ (rouge) (nor) pplcaton au montage potentométrque : C (Curseur) RC = (1-α)R RC = αr Exprmer s en foncton de E et de α R = RC + RC = R E (Résstance totale) R s V.3) ssocaton en Parallèle de Résstors Pont dvseur de courant : R1 R2 R3 Pont dvseur de Courant : Lorsque 2 résstors sont en parallèle, on peut exprmer drectement le courant qu traverse chacun d eux en foncton du courant `total` et des résstances. R1 R2 V.4) ssocaton mxte de Résstors : On regroupe les résstors 2 par 2 R1 = 2kΩ R2 = 2kΩ R3 = 500Ω R3 = 500Ω R4 = 500Ω R1 = 2kΩ R2 = 2kΩ