Electricité 1S le début

Electricité 1S le début

Plan Définition des grandeurs tension et intensité Caractéristique d un dipôle Générateur Fil chauffant Représentation de la tension et de l intensité.

Définition de l intensité L intensité en A est la quantité de charge électrique qui traverse une section du circuit. L unité est l ampère A 1 ampère = 1 coulomb par seconde La lettre symbole est i On peut penser à un courant d eau. C est une grandeur avec un signe. «L intensité est à la charge électrique, ce que la valeur de la vitesse est au déplacement»

Définition de la tension électrique La tension est plus compliquée. La tension, entre deux points, est la mesure de la possibilité de faire passer un courant entre ces deux points, si on procure un chemin conducteur. La tension est représentée par la lettre U ou V Son unité est le V C est une grandeur avec un signe.

Caractéristique d'un dipôle

Plan Définition Dipôle fil chauffant (ohmique) Dipôle générateur idéal Dipôle générateur réel linéaire

U (mv) 160 140 120 Dipôle ohmique U = R.I 100 80 60 40 20 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 I(A)

Définition : caractéristique d'un dipôle Étude de la tension aux bornes d'une ampoule en fonction de l'intensité qui la traverse, TP de 3ème. Rappel des résultats : U et I sont liées L'ensemble des couples (U,I) possibles est appelé caractéristique du dipôle. La caractéristique est surtout la courbe U=f(I) qui rassemble les couples possibles. C'est une fonction au sens mathématique.

Caractéristique d'un dipôle ohmique, (fil chauffant) La caractéristique d'un dipôle ohmique est une droite passant par l'origine, qui se traduit par l'éternelle loi de Georg OHM(1789 1854). U = R.I U et I sont ici dotés d'un signe.

Caractéristique d'un générateur

Plan Le générateur idéal Le générateur «réel» modélisé affine

Le générateur idéal Le générateur idéal de tension U= constante indépendant de I Ce modèle est valable pour les enfants, ou pour des courants très faibles. Une exception : EDF promet une tension de 230V même pour des courants très grands si on prévient à l'avance.

Générateur idéal, le rêve impossible U (V) 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I(A)

Représentation du générateur idéal générateur idéal U = E

U (mv) 600 500 400 300 200 générateur U = E R.I 100 20 40 60 80 100 120 i(µa) La caractéristique du générateur le plus simple : la pile à la patate, est modélisé par une droite. La tension est une fonction affine décroissante de l'intensité qui traverse le générateur. E>0, I>0,

u (V) u(i)=-r*i+e 15 10 5 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 i(a) L'accumulateur de la perceuse a lui aussi une caractéristique de type U=E-R.I

Modèle affine du générateur Dans l'équation de la courbe caractéristique U=E-R.I R est la résistance interne au générateur E est la tension «à vide» du générateur on l'appelle la fém : force électromotrice. La tension E est liée à des réactions chimiques pour une pile ou un accumulateur La résistance interne rend compte de la possibilité de la pile à débiter du courant.

Générateur modèle affine U = E R.I Fem E Résistance interne R

Modèle affine du moteur continu Dans l'équation de la courbe caractéristique U=E+R.I R est la résistance interne du moteur elle est liée aux enroulements de cuivre, elle représente les pertes en général, quelque soit leur origine. E est la Force contre électromotrice du moteur on l'appelle la fcém La fcem est liée à la fréquence de rotation du moteur par le phénomène d'induction énlectromagnétique.

Représentations de la tension et de l intensité

Représentation de la tension pour un récepteur U AB A Dipôle récepteur B La tension fléchée est UAB La tension est représentée par une flèche. Si la pointe est du côté du + du générateur, la tension est positive Si on change le sens de la flèche, le signe change. Si on change l'ordre des lettres le signe change.

Représentation de la tension pour un récepteur A Dipôle récepteur B Dans un dipôle récepteur, par définition, la puissance est reçue et comptée positivement. La tension mesurée est positive si on branche le fil rouge (bornev) en A et le fil noir ( borne com) en B. Première régle : dans un récepteur le courant traverse dans le sens des potentiels décroissants. Le courant, dans un récepteur, rentre par le + et sort par le -.

Représentation de la tension pour un générateur A B Dipôle générateur Dans un dipôle générateur, par définition, la puissance est fournie et comptée négativement. La tension mesurée est positive si on branche le fil rouge (bornev) en A et le fil noir ( borne com) en B. Deuxième régle : dans un générateur le courant traverse dans le sens des potentiels croissants. Le courant, dans un générateur, rentre par le - et sort par le+.

En circuit fermé Dipôle générateur A B UAB Dipôle récepteur Les deux orientations relatives de la tension et de l'intensité sont apparentes, On choisit de représenter la tension Uab par une flèche dont la pointe est en A et l'origine en B.

Convention générateur et récepteur Quand chaque dipôle joue son rôle: les générateurs sont traités en convention générateur Les récepteurs en convention récepteur. Les grandeurs électriques sont alors positives Une résistance transfère toujours l'énergie vers l'extérieur. Quand une résistance est traitée en convention générateur, la tension est du signe opposé au courant

Dipôle générateur modèle perfectionné fem Résistance interne Le circuit complet A Dipôle récepteur

Transferts d'énergie dans un circuit électrique La suite est dans «transferts flèches rendement»