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Cours d'électricité pour les débutants
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Les fondamentaux de l’Electricité
Chouaib dziri Ingénieur en mécatronique
Sommaire de l’introduction1- Courant électrique 1-1- Définitions 1-2- Loi des nœuds (1ère loi de Kirchhoff)
2- Tension électrique 2-1- Définitions 2-2- Loi des branches (2nd loi de Kirchhoff)
3- Relation entre courant et tension 3-1- Loi d’Ohm 3-2- Résistance électrique d’un conducteur ohmique 3-3- Echelle des résistivités
4- Puissance et énergie électrique 4-1- Puissance électrique 4-2- Energie électrique 4-3- Effet Joule 4-4- Loi de Joule
5- Les unités
1- Courant électrique
1-1- Définitions• Définition : un courant électrique est un
mouvement d’ensemble de porteurs de charges électriques.
+ Champ électrique V -
1- Courant électrique
• Définition : L’intensité du courant électrique i est la quantité d’électricité transportée par unité de temps.
• dq est la quantité d’électricité qui traverse la section du conducteur pendant la durée dt.
i =dqdt
1-2- Loi des noeuds (1ère loi de Kirchhoff)
Un nœud est un point de jonction de plusieurs conducteurs électriques :
La somme des intensités des courants arrivant à un nœud est égale à la somme des intensités des courants sortant du nœud :
i1 + i2 = i3 + i4
i 1
i 2
i 3
i 4
Nœud
2- Tension électrique
2-1- Définitions• Une tension électrique est une différence de potentiel
électrique (ou d.d.p.) :uAB = vA – vB
uAB : tension électrique entre les points A et BvA : potentiel électrique du point AvB : potentiel électrique du point B
DipôleA
uAB
B
2-2- Loi des branches (2nd loi de Kirchhoff)
• La tension totale entre deux points d’un circuit électrique est égale à la somme des tensions intermédiaires.
uPN = uPA + uAB + uBC + uCN
A
N
P
B
CuBC
uABuPN
uCN
uPA
3- Relation entre courant et tension
3-1- Loi d’OhmDans une résistance électrique, tension et courant sont, proportionnels.
- Loi d’Ohm en convention récepteur
On parle de convention récepteur quand les orientations du courant et de la tension relatives à un dipôle sont en sens inverse :
u = +Ri
- Loi d’Ohm en convention générateur
Les orientations du courant et de la tension sont dans le même sens :
u = -Ri
La résistance est une grandeur positive.
Ri
u
Ri
u
3-2- Résistance électrique d’un conducteur ohmique
l : longueur (en m)S : section (en m²)ρ : résistivité électrique du conducteur (en
Ω×m), fonction de la température.R : résistance (en Ω)
R =ρ lS
l
S
3-3- Echelle des résistivités
Remarques :- un supraconducteur a une résistivité nulle
(résistance nulle)- un isolant a une grande résistivité (courant
quasi nul)
Supraconducteur
Conducteur
Semi-conducteur
Isolant
Résistivité∞0
4- Puissance et énergie électrique4-1- Puissance électrique
• La puissance électrique mise en jeu dans un dipôle est :p = u i
Dipôle générateur et dipôle récepteur (de puissance)Un dipôle générateur est un dipôle qui fournit de la puissanceélectrique.
Cette puissance est consommée par les dipôles récepteurs.
Dipôlei
u
Dipôle générateur de puissance
Dipôle récepteur de puissance
Sens de transfert de la puissance électrique
4-2- Energie électrique
La puissance dérive de l’énergie:
dE est l’énergie mise en jeu pendant la durée dt.L’énergie électrique s’écrit donc :dE = ui×dt
4-3- Effet Joule
Un conducteur parcouru par un courant électrique dégage de la chaleur.
Plus généralement, l’effet Joule se traduit par la conversion d’énergie électrique en énergie thermique (chaleur).
• Dans le cas des conducteurs ohmiques et des résistances, l’énergie électrique consommée est entièrement transformée en chaleur.
4-4- Loi de Joule
La puissance électrique consommée par une résistance est :
p = uiavec u = Ri
Ri
u
p = Ri²=U²R
5-Les UnitésGrandeur UnitéIntensité Ampère (A)
Tension Volte (V)
Puissance Watt (W)
Energie Joule (J) ou Wattheure (Wh)
NB: 1 KWh = 3,6 10 J6
Résumé1. Le courant est la quantité d’électricité qui traverse la section du
conducteur pendant la durée dt.2. Dans un nœud la somme du courant entrant égale à la somme du
courant sortant.3. La somme des tensions dans une maille est nulle.4. La résistance d’un dipôle dépend de son longueur, sa section et sa
conductivité électrique.5. La puissance électrique est la capacité d’un dipôle de fournir ou de
consommer le couple « u x i ».6. L’énergie électrique est la capacité d’un dipôle de fournir ou de
consommer une puissance durant un intervalle du temps.7. Un conducteur parcouru par l’électricité dégage de la chaleur.8. L’effet joule est La puissance électrique consommée par une résistance.
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