Présentation N° 1

MODULE : 02

Notions de base de l’électricité

Par. F. Boukhenoufa

ENTREPRISE NATIONALE DE FORAGE

DIRECTION GENERALE

ENAFOR DRILLING SCHOOL

Département de Génie Électrique et de Génie Informatique

Plan de travail

Introduction et objectifs Notion de courant électrique et décrire les matériaux

Grandeurs électriques Loi d’Ohms Loi de Kirchhoff, Symboles, Puissances et force électromotrice, Code de l’électricité,

1ENTREPRISE NATIONALE DE FORAGE

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Objectifs

Démontrer les concepts de conduction et d’isolation

électrique.

Comprendre la loi fondamentale d’électricité (loi

d’Ohm).

Définir certaines grandeurs électriques (intensité de

courant, différence de potentiel, résistance….). Définir les différentes types de puissances électriques


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Théorie d’électricité

L’atome est la plus petite partie de la matière.

Il est constitué d’un noyau comportant. Nombre de protons, (charge +) Nombre de neutrons (pas de charge)Autour de ce noyau gravitent les électrons,

charge négative(-)

Dans un atome neutre (équilibré), le nombre d’électrons est égal au nombre de protons, En électricité seule la couche périphérique est importante : c’est le nombre d’électron sur cette orbite qui va déterminer si le corps est bon ou mauvais conducteur, le flux de ces derniers crée, ce qu’on appelle l’électricité.


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La matière qui permet ce déplacement des charges est appelée conducteur. Par opposition, si le déplacement ne peut se produire, la matière est appelée un isolant.

Cependant, lors de leur passage à travers le métal, tel que le cuivre, les électrons vont rencontrer une certaine résistance qui traduira par un échauffement du corps traversé par le courant électrique, c’est ce qu’on appelle l’effet Joule.



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Principaux grandeurs électriques

La tension électrique

La tension électrique correspond a une différence de potentiel entre deux points différents d'un circuit. L’unité de la (ddp) est le VOLT (V), symbolise par la lettre U.Pour mesurer cette ddp, on utilise un voltmètre. Celui-ci se branche toujours en parallèle sur le circuit.On l'appelle aussi force électromotrice (F.E.M) car c'est grâce a son action que le courant électrique peut exister.

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L’intensité du courant électrique

L’intensité du courant électrique représente la quantité d’électrons qui ont traverse le circuit (générateur, conducteur et charge).L’intensité du courant se mesure en Ampère (A), symbolise par la lettre I.Pour mesurer cette intensité, on utilise un ampèremètre qui se monte en série sur le circuit.

La résistance électrique

La résistance électrique représente la difficulté trouvé par les électrons lors de leur passage à travers le conducteur. Elle se mesure en Ohm (Ω), symbolise par la lettre R.Pour la mesurer , on utilise un ohmmètre qui se monte en parallèle sur le circuit. NB. Pour mesurer la résistance il faut débrancher le circuit de la source.


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R U

I

Quel sons les grandeurs électriques présenter sur le schéma ci-contre ? Quel est la relation entre ces

grandeurs? Remplir le tableau suivant:

Tension (V)

Courant (A)

Résistance (Ω)

……….. 5 3

8 2 …….

220 …….. 3000

380 2.5 ………..

220 …….. 0


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La loi d’Ohm:Georg Ohm: physicien allemand. Il a découvert en 1827 les lois fondamentales des courants électriques et introduit les notions de quantité d’électricité et de différence de potentiel.

UAB

IAB

R

A

B

UAB = R .IAB

Loi d'Ohm


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Exemples d'application de la loi d'Ohm

Résistances en série et circuit diviseur de tension:

UAC

IAB

R1

A

B

R2

C

UCB

UAB

UAC = R1 . IAB

UCB = R2 . IAB UAB = UAC+UCB

UAB = (R1 + R2 ). IAB donc Réq = R1 + R2

et aussi : circuit "diviseur de tension"

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2ABCBRRRUU


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Exemples d'application de la loi d'Ohm

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Résistances en parallèle et circuit diviseur d’intensité:IABA

B

R1 R2

UAB

I1 I2

UAB = R1 . I1 UAB = R2 . I2

IAB = I1 + I2 ,et UAB = R éq . IAB

Diviseur d’intensité: . 1. 1AB AB éqU I R I R

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.éq

ABR

I IR

11

.éq

ABR

I IR

1 21 2

AB AB ABAB

éq

U U UI I I

R R R

1 2

1 1 1

éqR R R


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La puissance électrique exprimer en watt (w), est donnée par la relation: P(w)=U (V) x I (A)

L’énergie électrique exprimer en wattheure (Wh), est donnée par la relation: P(Wh)=P(w) x t(h)

Exo. Remplir le tableau suivant:

Tension (V)

Courant (A)

Résistance (Ω)

Puissance (W)

Energie (Wh)

Temps (h)

……….. 5 3 …… …….. 4

…… 2 ……. 2000 ……. 3

220 …….. 3000 …… 96.8 ….

380 2.5 ……….. …… 7

220 …….. 0 …… ……. ……

Exprimer la puissance en fonction du courant et de la résistance ?

Puissance et énergie électrique

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NB. 1Wh = 3600J


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Différentes types de puissances électriques

En régime sinusoïdal, le produit UI ne mesure pas toujours la puissance réelle absorbée par une installation.

On définit une nouvelle grandeur : LA PUISSANCE APPARENTE

Elle s’exprime en voltampère (VA)Elle est donnée par la relation :

S = U.I

On définit la puissance complexe par : jQPS


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C’est la puissance absorbée par un récepteur soumis à une tension alternative sinusoïdale de valeur efficace U et traversé par un courant d’intensité efficace I. Elle correspond à une énergie transformée en chaleur (P=RI2)ou en énergie mécanique comme dans un moteur (charge résistive).

Elle s’exprime en Watt (W)Elle est donnée par la relation : cosUIP

Le terme cos φ est appelé, facteur de puissance


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La puissance réactive est la partie inductive ou capacitive fournit à la charge, plus la consommation de cette puissance est élevée, plus le courant en ligne est alors important, ce qui occasionne davantage de pertes (charge inductive ou capacitive).

Elle s’exprime en Voltampère réactive (VAr)

Elle est donnée par la relation : sinUIQ

Si le circuit est capacitif

Q > 0Si le circuit est inductif

Q < 0

Relations entre les 3 puissances:

22 QPS

sintan SPQ

cosSP

S

Pcos


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TRIANGLE DES PUISSANCES :

P

QS

φ

²²² QPS S

Pcos

S

Qsin

P

Qtan

Triangle des puissances


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Lois de Kirchhoff

Le physicien allemand Gustav Kirchhoff a établi en 1845 deux lois qui fondent tous les calculs sur les circuits électriques.

Définitions:Nœud : Un nœud est le point de jonction entre au moins trois fils de connexion

Branche: Une branche est un ensemble de dipôles montés en série entre deux nœuds

Maille: Une maille est un ensemble de branches formant un circuit fermé. On choisit une orientation sur chaque maille.


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La tension Uo, aux bornes du générateur lorsqu'il ne débite pas (I = 0), est appelée tension à vide

ou force électromotrice (F.E.M= E ).

La (f.e.m) est un des paramètres caractéristiques d'un générateur électrique. Elle est, contrairement à ce qu'indique son nom, homogène à une tension et s'exprime en volts. Dans un circuit électrique, pour mettre en mouvement des charges, il est nécessaire de fournir du travail et la force électromotrice correspond au travail que fournit un générateur au circuit par unité de charge.

Force électromotrice


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http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C3%A9rateur_%C3%A9lectrique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Analyse_dimensionnelle

http://fr.wikipedia.org/wiki/Tension_%C3%A9lectrique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Volt


Merci de votre attention...


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