NOTIONS ÉLECTRIQUES FONDAMENTALES

COURANT ÉLECTRIQUE

Le courant électrique est un déplacement de charges électriques dans la matière. (Ions ou électrons)

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CIRCULATION DES ÉLECTRONS.

Les électrons chargés négativement circulent :

de la borne – vers la borne +

du générateur.

+

-

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COURANT ÉLECTRIQUE

Le sens de circulation conventionnel du courant électrique est de la borne +vers la borne - du générateur.

+

-

QUANTITÉ D’ÉLECTRICITÉ

• L’unité de charge électrique est le COULOMB (C).• La charge d’un électron

est de : - 1,6 x 10-l 9 C.

INTENSITÉ DU COURANT

• L’intensité du courant est le quotient de la quantité d’électricité Q par la durée t de passage du courant.

tQI

• I en ampères.• Q en coulombs.• t en secondes

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REPRÉSENTATION D’UN MÊME COURANT ÉLECTRIQUE

• Deux manières de représenter un courant de 3 mA circulant de A vers B.

+

-

A

B

I = 3mA +

-

I = - 3mAA

B

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REPRÉSENTATION DE L’INTENSITÉ

• Le courant électrique est représenté sur les schémas par une flèche qui n’indique pas forcément son sens réel.• L’intensité du courant est une grandeur algébrique ; sa valeur est :- positive lorsque le courant circule dans le sens de la flèche.- négative dans le cas contraire.

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UTILISATION DE L’AMPÈREMÈTRE

• L’intensité se mesure avec un ampèremètre placé en série dans le circuit.•Symbole de l’ampèremètre.

A

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LOI DES NŒUDS

•Plus généralement, la somme des courants arrivant à un nœud est égale à la somme des courants qui en partent.

• Exemple de Nœud

52431 IIIII

LE COURANT CONTINU

• Il s’agit d’un flux constant d’électrons dans un sens unique, la force du courant variant très peu. Les piles et les accumulateurs (appelés couramment batteries) produisent du courant continu, et c’est le type de courant qu’utilisent la plupart des circuits électroniques.

LE COURANT ALTERNATIF

• Il s’agit d’un flux d’électrons dont le sens s’inverse périodiquement, à une fréquence élevée. C’est le type de courant que vous fournit votre compagnie d’électricité

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DIFFÉRENCE DE POTENTIEL

•La circulation du courant électrique entre deux points d’un circuit est due à une différence de potentiel entre ces deux points.•La différence de potentiel est aussi appelée tension elle s’exprime en VOLTS (V).

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REPRÉSENTATION DE LA TENSION•La tension entre deux points A et B est notée UAB.

•UA est le potentiel du point A, UB celui du point B.

UAB = UA – UB.•UA en volts ; UB en volts ; UAB en volts.

A

B

UAB

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U (±) GRANDEUR ALGÉBRIQUE.

La tension est une grandeur algébrique représentée par une flèche.

A

B

UAB

A

B

UBA UAB = - UBA

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EXEMPLE

•Dans la figure ci-contre :•UAB = UA - UB.

•UAM = UA - UM.

•UBM = UB - UM.

5V -2V

0V

A B

M

UAB = 7 V

5V -2V

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MESURE DES TENSIONS•La tension se mesure avec un VOLTMÈTRE.•Le voltmètre se monte en dérivation sur le circuit.•Placer un voltmètre mesurant UAB

A B

V

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LOI DES MAILLES.•Un circuit fermé est une maille.

UAB+UBE+UEA = 0 V

•Une des tension de cette maille peut s ’écrire : UAE =UAB+UBE

La somme algébrique des tensions rencontrées en parcourant une maille

est nulle.

A B C

DE

CIRCUIT EN SÉRIE

Un circuit en série comprend plusieurs éléments branchés les uns à la suite des autres. De cette manière, une borne d'un élément est branchée à une borne d'un seul autre élément. Dans un circuit en série, les électrons n'ont qu'un seul chemin à emprunter.

CIRCUIT EN PARALLÈLE

Un circuit en parallèle comprend plusieurs éléments qui partagent deux bornes communes. Ainsi, une borne d'un élément est branchée à une borne de chacun des autres éléments. Dans un circuit en parallèle, les électrons peuvent emprunter plus d'un chemin, qui correspondent chacun à une branche du circuit.

LA RÉSISTANCE ÉLECTRIQUE

« La résistance d’un fil conducteur, c’est une mesure de sa capacité à s’opposer au passage du

courant électrique. »

Son unité est le Ohm ( )

Pour les électrons qui doivent se déplacer dans le fil électrique, c’est comme une course à obstacles.

LA RÉSISTANCE ÉLECTRIQUE

Fil conducteur ayant une forte résistance électrique:Peu d’électrons peuvent y circuler en même temps. L’intensité du courant électrique est faible..

Fil conducteur ayant une faible résistance électrique:Beaucoup d’électrons peuvent y circuler en même temps. L’intensité du courant électrique est forte.

LOI D’OHMCette loi exprime que certains matériaux ont une réponse linéaire en courant à une différence de potentiel imposée. Si on considère une résistance, noté R avec à ses bornes une tension U , elle sera traversée par un courant I, tel que, quelque soit le temps t, U et I vérifient toujours la relation de proportionnalité

U = R x I

LA RÉSISTANCE D’UN FIL

Un fil conducteur présente une différence de potentiel entre ses bornes lorsqu’il est traversé par un courant électrique. Ceci est dû à sa résistance interne dont la valeur est donnée par la formule:

R = ρ.l / S l : longueur du fil (m) ; S : sa section (m2) ;ρ : la résistivité (Ω.m)

ASSOCIATION DE RÉSISTANCES EN SÉRIE

21 RRReq

ASSOCIATION DE RÉSISTANCES EN PARALLÈLE

21

111RRReq

Mesure d’une résistance avec un ohmmètreOn utilise la fonction ohmmètre d’un multimètre (bornes V et COM). La résistance est directement reliée à l’ohmmètre, hors circuit.

Autre méthode…

… Utilisation du code couleur.

R = [(1er chiffre x 1) + (2eme chiffre x 10)] x 10 Multiplicateur Ω± la tolérance en Ω.

LOI D’ÉLECTRICITÉ

DIVISEUR DE TENSION

Pour diviser une tension, on utilise un pont diviseur de tension. Ce pont est constitué de l’association en série de deux résistances R1 et R2 :• Vs = [R2 / (R1 + R2)].U

DIVISEUR DE COURANT

On divise un courant par la mise en parallèle de deux résistances R1 et R2• I1 = I .[R1 / (R1 + R2)]