Le circuit électrique Notion de génie électrique

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  • Le circuit lectrique Notion de gnie lectrique
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  • Tension: Entre deux points A et B d'un circuit (aux bornes de la lampe, du gnrateur ou de linterrupteur) on peut dfinir une diffrence de potentiel (V A -V B ) ou tension lectrique (U AB ) L'unit de tension lectrique est le Volt (en hommage Alessandro Volta) Le symbole du volt est: V oltAlessandro VoltaoltAlessandro Volta Pour mesurer une tension lectrique on utilise un voltmtre branch en drivation. voltmtre branch en drivation.voltmtre branch en drivation. Courant Cest la quantit dlectricit circulant dans un circuit (intensit). Lunit du courant lectrique est lampre (hommage Andr-Marie Ampre). Le symbole de lampre est: A Pour mesurer un courant lectrique on utilise un ampremtre branch en srie.ampremtre branch en srie. Les tensions et courants peuvent tre continus (pile, accumulateur, cellules photovoltaques) ou priodiques (rseau EDF). Les grandeurs lectriques
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  • Rsistance Dans le circuit reprsent par la lampe ( filament) La rsistance caractrise la "force" avec laquelle le conducteur s'oppose au passage du courant. Elle s'exprime en Ohms (symbole : ) En hommage Georg Simon Ohm. Capacit La capacit reprsente la quantit de charge lectrique stocke. Elle s'exprime en Farad (symbole : F) En hommage Michael Faraday Les grandeurs lectriques
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  • Un signal est une grandeur mesurable variant dans le temps et permettant de transporter une information. Exemples : Signaux de fume, signaux lumineux (phare, lampe torche de scurit-dtresse), signaux sonores. Les signaux
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  • Logiques Un signal est dit logique ou binaire si la grandeur de linformation ne peut prendre que deux valeurs. Exemples : - un contact lectrique peut tre ouvert ou ferm, - une diode lectroluminescente peut tre allume ou teinte, - un signal lectrique peut tre prsent ou absent Les signaux
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  • Analogiques Un signal est dit analogique si linformation peut prendre une infinit de valeurs dans un intervalle de temps donn. Dans sa forme analogique un signal peut tre: continu, amplitude constante, variable, lamplitude varie en fonction du temps. La grandeur analogique est reprsentative dun courant ou dune tension. Les signaux
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  • Numriques: On appelle signal numrique, un signal qui se reprsente au moyen dun nombre cod, notamment en binaire. Les diffrents signaux sont principalement issus de capteurs. Les signaux
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  • Un capteur: Permet de transformer une grandeur physique (luminosit, temprature, position, pression, vitesse..) en une grandeur lectrique (tension, courant, rsistance,.) Le capteur est le composant qui permet dinformer la partie commande dun tat de la partie oprative ou du milieu extrieur. On peut classer les capteurs en deux catgories : - - Les capteurs contact qui ncessitent un contact direct avec l'objet dtecter. - - Les capteurs de proximit (sans contact). Exemples de capteurs: Les capteurs
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  • Capteur de position Capteur de fin de course Les capteurs de position sont des capteurs de contact (capteur de fin de course). Ils peuvent tre quips d'un galet, d'une tige souple, d'une bille. L'information donne par ce type de capteur est de type tout ou rien (TOR). Les capteurs contact
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  • Capteur ILS ( Interrupteur Lame Souple ) Cest un capteur compos d'une lame souple renferm dans une capsule sensible la prsence d'un champ magntique mobile aimant . Ce capteur permet de dtecter des positions (dtection de porte ferme dans un systme dalarme, dans un anmomtre). Les capteurs de proximit
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  • Les sondes ou capteurs de temprature permettent de transformer l'effet du rchauffement ou du refroidissement en signal lectrique. L'invention du thermomtre est attribue Galile, encore que le thermomtre scell n'ait pas vu le jour avant 1650. Les thermomtres modernes mercure (1714) et alcool furent invents par le physicien allemand Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) ; celui-ci proposa la premire chelle de temprature. L'unit SI de temprature est le Kelvin (K). On peut classer ces capteurs en quatre catgories: - - Les capteurs de temprature analogiques: - Les thermistances - Les thermocouples - - Les capteurs de temprature numriques Les capteurs de temprature
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  • - -Les capteurs de temprature analogiques. Ils dlivrent en sortie une tension proportionnelle la temprature mesure: Le capteur LM35 est calibr en degrs celcius. Avec une rsolution de 10 mV/C et en mesurant la tension de sortie on peut obtenir un thermomtre (0 C --> 0 mV/50 C --> 500 mV) Les thermistances: Ce sont des rsistances qui varient en fonction de la temprature: - RCTN: La rsistance diminue lorsque la temprature augmente.. - RCTP: La rsistance augmente lorsque la temprature augmente. Les capteurs de temprature
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  • - -Les capteurs de temprature analogiques. - -Les thermocouples: Les sondes thermocouples permettent des mesures de tempratures trs leves (jusqu' 1000C pour une sonde de type "K", par exemple). Elles sont constitues de deux matriaux qui, lorsqu'ils sont en contacts et ports une temprature donne, dlivrent une tension. Cette tension est faible et doit tre amplifie pour tre exploitable. Les capteurs de temprature
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  • - -Les capteurs de temprature numriques: Grce leur sortie numrique, ces capteurs peuvent tre directement connects sur une entre dun systme numrique pour la gestion de la temprature. Ils permettent une lecture directe du signal, sans passer par un convertisseur analogique/numrique et sont calibrs par le constructeur. Les capteurs de temprature
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  • On peut distinguer le solaire passif, le solaire photovoltaque et le solaire thermique : Solaire passif : Consiste bnficier de l'apport direct du rayonnement solaire, c'est--dire l'nergie solaire passive. Pour qu'un btiment bnficie au mieux des rayons du soleil, on doit tenir compte de l'nergie solaire lors de la conception architecturale (faades doubles, orientation, surfaces vitres, ). L'isolation thermique joue un rle important pour optimiser la proportion de l'apport solaire passif dans le chauffage. Dans les btiments dont la conception est dite bioclimatique, l'nergie solaire passive permet aussi de chauffer tout ou partie d'un btiment pour un cot quasi nul. Les capteurs solaires
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  • Solaire photovoltaque: L'nergie solaire photovoltaque dsigne l'lectricit produite par transformation d'une partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaque. Le terme photovoltaque peut dsigner soit le phnomne physique - l'effet photovoltaque - ou la technologie associe. Plusieurs cellules sont relies entre elles sur un module solaire photovoltaque eux mmes relis pour former une installation solaire. Chez un particulier ces cellules alimentent rseau EDF Les capteurs solaires
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  • Un capteur photolectrique est un capteur optique de proximit. Il se compose d'un metteur de lumire associ un rcepteur. La dtection d'un objet se fait par coupure ou variation d'un faisceau lumineux. Systme barrageSystme reflex Les capteurs optiques
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  • On retrouve ce type de capteur dans la dtection de passage ( ouvre portail, comptage de personnes) Ils fonctionnent selon le principe de linfra rouge : Le nom signifie en de du rouge (du latin infra : plus bas ), l'infrarouge est associ la chaleur car, temprature ambiante ordinaire, les objets mettent spontanment des radiations dans le domaine infrarouge. Les capteurs optiques
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  • Les codeurs rotatifs: Ce type de capteurs permet de dlivrer un code (nombre) en fonction de la position mesure. Linformation de vitesse ou de rotation provient dun systme gnralement optique comportant une source de lumire, un disque stri et un photo-dtecteur. de rotation d'un axe. Le codeur optique est un dispositif dont la sortie lectrique reprsente sous forme numrique la position angulaire ou la vitesse de rotation d'un axe. Il existe deux types de codeurs rotatifs : - le codeur absolu, - le codeur incrmental Les capteurs optiques
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  • Le codeur absolu: On utilise ce type d'encodeur pour pouvoir, tout instant savoir exactement dans quelle position se trouve le support sur lequel est fix le disque. Chaque position est caractrise par une valeur particulire du code. Avec 3 pistes (donc 3 capteurs):. On obtient 8 positions diffrentes possibles. Les capteurs optiques
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  • Le codeur absolu: Utilisation pour la position dune girouette Codeur absolu Les capteurs optiques
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  • Le codeur incrmental: Un codeur incrmental est un "gnrateur d'impulsions". La frquence des impulsions dpend de la vitesse de rotation. Le comptage des impulsions permet de connatre la position du disque par rapport une position de dpart. Pour connatre le sens du dplacement (vers la droite ou vers la gauche), on rajoute un deuxime disque dcale de 90. Les capteurs optiques
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  • Le codeur incrmental: Ce type de codeur se rencontre dans les systmes ncessitant une rgulation de vitesse comme les moteurs, sur des robots dont le dplacement doit tre prcisment contrl : Les capteurs optiques
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  • Un capteur (ou dtecteur) pyrolectrique est dot de deux cellules au moins, qui sont sensibles la chaleur (rayonnement infrarouge). Le capteur est labor de telle sorte qu'il permet la dtection de diffrences de chaleur entr