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Eléments résistifs et lois des circuits

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I- Lois des circuits

1) Les grandeurs électriques

a)Intensité de courant

-Un courant électrique est un flux d'électrons libre en mouvement, pour les mettre en mouvement, il faut un générateur et un circuit fermé

-L'intensité d'un courant électrique est la quantité d'électricité qui traverse un conducteur en 1 seconde

-L'intensité se mesure en Ampère (A)

b)Tension (différence de potentiel)

-Une tension électrique se mesure toujours entre 2 bornes, elle correspond à la différence du nombre de charges électriques entre ces bornes

c)Puissance électrique

-P = U ✕ I (Puissance = Tension ✕ intensité) avec P en Watt(W), U en Volt(V) et I en Ampère(A)

c)Énergie électrique

-E = P ✕ t (Énergie = Puissance ✕ temps) avec E en Watt.heure P en Watt(W) et t en heure (h)

Comparaison avec l'eau: Mieux comprendre les formules d'électricité et leurs sens

Pour mieux comprendre le choix du nom "courant" pour l'intensité, ainsi que les formules ci dessus et ce qu'elles représentent dans le monde de l'électricité, voici un schéma qui fait la comparaison entre eau et électricité

comparaison entre électricité et l'eau pour mieux comprendre les formules électriques

Comme vous pouvez le constater, la résistance en électricité correspondrais à quelque chose qui gêne le passage de l'eau, la force du courant de l'eau est l'équivalent de l'intensité de courant des charges

➥L'électiricté se comporte comme de l'eau, au lieu d'avoir des molécules d'eau qui se baladent, ce sont des charges électriques

2) Convention de représentation

Représentation de l'intensité de courant (I) et la tension (U) pour :

-Un générateur, flèche dans le sens du courant

représentation d'un générateur

-Un récepteur flèche dans le sens inverse du courant

représentation d'un récepteur

3) Lois des circuits électrique

a)Lois des noeuds

-La somme des courants entrant dans un nœud est égale à la somme des courants sortant de ce noeud

loi des noeuds

I1+I2+I3 = 0

b)Loi des mailles

-La somme algébrique des tensions est égale à 0

-On place des vecteurs sur les générateurs dans le sens positifs, et sur les récepteurs dans le sens négatif

loi des mailles

Ug+(-U1)+(-U2)+(-U3) = 0

II- Éléments résistifs

1)Symbole

-variante 1

résistance européenne

-variante 2

résistance américaine

2)Lois Physiques

-Loi d'Ohm: U = R ✕ I

-Puissance: P = U ✕ I ou $P = {U²}/{R}$ ou P = R ✕ I²

- U en volt(V), R en Ohm(Ω) et I en Ampère(A)

a)Groupement en série

-Réq = R1+R2+...+Rn

b)Groupement en parallèle

${1}/{R_eq} = {1}/{R_1}+{1}/{R_2} + ... + {1}/{R_n}$, pour avoir Réq il faut donc prendre l'inverse soit:

Req = $ {1}/{{1}/{R_eq}}$

-Exemple: $ {1}/{R_eq} = {1}/{R_1} + {1}/{R_2} = {(R1+R2)}/{(R2\; ✕ \; R2)}$ donc Réq = $ {(R1 \; ✕ \; R2)}/{(R1+R2)}$

3)Caractéristiques technologiques

a)Résistance nominale

-C'est la valeur théorique de la résistance

b)Tolérance

-C'est l'écart entre la valeur théorique(ou nominal) de la résistance et sa valeur réelle

Exemple: une tolérance de ±5% pour une résistance de 68000Ω, la valeur est comprise entre 68000-5%Ω et 68000+5%Ω

c)Marquage

-Sur chaque résistance est marqué la valeur nominale de cette résistance ainsi que sa tolérance, en générale, ce marquage est un code couleur

d)Puissance maximale

-C'est la puissance maximale que la résistance peut supporter

-Une résistance dissipe toute son énergie en effet joule (en chaleur), sa température peut donc être très élevée

4)Réalisation technologiques

-Il existe plusieurs types de résistance: résistance au carbone, résistance métallique, résistance verre métal

5)Applications

-3 fonctions d'une résistance: conversion tension/courant ou conversion courant/tension ou division de tension

-Loi du diviseur de tension : $ Vs = Ve \; ✕ \; {R2}/{(R1+R2)}$

loi du diviseur de tension

-On peut donc en déduire: $R2 =((Vs/Ve) x R1)/(1-(Vs/Ve)), Ve = Vs ✕ ((R1+R2)/R2), et R1 = (1-(Vs/Ve)) ✕ R2 ✕ (Ve/Vs)$

On utilise ces lois dans tous les cours de science de l'ingénieur génie électrique

➥Aussi dans les science de l'ingénieur terminale

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