Copie de Chap1 SALHI 2020
Copie de Chap1 SALHI 2020
Copie de Chap1 SALHI 2020
Electrocinétique
1
Chapitre I:
Notions élémentaires de base en
Electrocinétique
Chapitre II:
Lois et théorèmes sur les circuits
électriques linéaire en régime continu
Chapitre III:
Les circuits (ou réseaux) électriques en
régime sinusoïdale
2
Chapitre I:
3
I. Définitions:
L'électricité regroupe l'électrostatique, l'électrocinétique et
l'électromagnétisme.
variation de courant/tension.
5
Un circuit (ou réseau) électrique est un ensemble de composants ou
dipôles reliés entre eux par des fils de connexion, qui peut être analysé
en terme de nœuds, de branches et de mailles.
6
Un dipôle est un composant électrique limité par deux bornes.
Une maille est une partie d’un circuit électrique formant un contour
fermé.
Une branche est une suite de dipôles entre deux nœuds consécutifs.
Exemple:
7
Dans cet exemple:
* B et E sont des nœuds du circuit;
* ABEFA, BCDEB et ABCDEFA sont les mailles du circuit;
* BCDE, EFAB et EB sont les branches du circuits.
8
S S S
q(t)
t+2dt
t t+dt
9
Exercice d’application
Courant
continu
Solution
Exercice 1: I=16A.
11
II-3) Dipôles passifs:
II-3-1) Définition:
Autre définition: un dipôle passif est un dipôle dont la caractéristique U=f(I) passe par
l’origine
Remarque:
* pour un dipôle passif I et U ont des sens opposés. 12
* la caractéristique UAB = f(I) est appelée caractéristique statique du dipôle
Exemples:
a) Diode à jonction: dipôle passif non b) Resistances: Dipôle passif linéaire
linéaire Symbole:
U
c) interrupteurs:
* Interrupteur ouvert: * Interrupteur fermé:
U U
I I
13
II-3-2) Résistivité & conductivité des dipôles passifs linéaires: ces des fils électriques
Conducteur : Semi-conducteur :
Argent Carbone
Cuivre Germanium
Aluminium Silicium
Tungstène
Fer
15
La valeur de la résistivité dépend fortement
Où
de la température, chaque
matériau est caractérisé par un coefficient de la température noté ,
son unité est le °C-1.
Exemple :
Argent Fer
Cuivre Carbone
Aluminium Germanium
Tungstène Silicium
On distingue deux façons d'associer des résistances. Elles sont associées soit en série
soit en parallèle.
Les résistances Ri sont toutes traversées par le même courant I et ont une seule borne
En commun avec un autre dipôle. La tension UAD est égale à la somme des tensions aux
Bornes de chacun des dipôles :
17
D’où la résistance équivalente à l’association de ces dipôles :
II.3.3.2) Association
parallèle, Diviseur de
courant:
18
L’association de dipôles en parallèle se caractérise par le fait que tous les dipôles ont
leurs bornes en commun deux à deux.
En conséquence, de quoi la tension aux bornes de chacun des dipôles est identique.
Le courant I qui alimente ces dipôles branchés en parallèle va alors se repartir dans les
dipôles tel que :
L'intérêt de ces deux dipôles résident dans les propriétés en régime transitoire ou
permanent sinusoïdal. Ils sont capable alors d'emmagasiner de l'énergie puis de la
restituer ultérieurement. Cependant la puissance moyenne dissipée est toujours nulle.
21
II-4) Dipôles actifs:
II-4-1) Définition:
Un dipôle actif est un dipôle qui présente entre ses bornes une tension même en
l’absence du courant. Sa caractéristique tension-courant ne passe pas par l’origine. Il
s’agit d’une force électromotrice (f.e.m) ou contre-électromotrice (f.c.e.m).
22
Un dipôle actif peut-être générateur : il fournit alors de l’énergie électrique
(pile, turbine, batterie, génératrice,…)
23
LE GENERATEURS DE TENSION IDEAL:
Le courant Ilim indique la valeur maximal que peut délivré ce générateur avant sa
destruction.
Lorsque le courant est négatif, alors le générateur se comporte comme un récepteur (le
sens du courant est alors imposé au générateur par un autre dipôle actif du circuit).24
LE GENERATEUR DE TENSION REEL:
26
LE GENERATEUR DE COURANT REEL:
D’autre part lorsque le générateur est en circuit ouvert I=0) alors on relève aux 27
bornes du générateur une tension rI0.
II-4-4) Equivalence entre les deux modèles de générateurs.
28
II-4-5) Dipôles actifs récepteurs.
29
II-4-6) Association de générateurs en série.
II-4-7) Association de générateurs en parallèle.
31
II-4-7) Association de générateurs en parallèle: (Suite)
32
III) Puissances dans les dipôles linéaires continus.
III-1) Introduction:
Lorsqu’un dipôle est parcouru par un courant, c’est qu’il existe au sein de ce dipôle un
champ électrique exerçant une force sur les porteurs de charge pour les déplacer.
Soit un dipôle défini par ses bornes A et B. Considérons la charge élémentaire libre q qui
traverse ce dipôle sous l’action d’un champ électrique issu de la différence de potentiel
appliquée entre les bornes A et B. Nous l’avons vu précédemment, cette charge est
33
soumise à une force F = qE
Le travail fourni pour déplace la charge de la borne B à la borne A s’exprime de la façon
suivante :
représente un élément infinitésimal du trajet parcouru
par la charge.
34
Conséquence:
La puissance électrique consommée ou fournie par un dipôle est donc égale au produit
entre la tension à ses bornes multipliée par le courant qui le traverse. Cette puissance
s’exprime en watt (W).
Aux bornes d’un fil conducteur du courant électrique, la tension et l’intensité sont reliées
par la loi d’Ohm tel que :
35
III-4) Puissance dans un dipôle actif générateur :
Aux bornes d’un générateur la tension et l’intensité sont liées par :UMN = E − rI , d’où
l’expression de la puissance est:
Aux bornes d’un dipôle actif récepteur la tension et l’intensité sont liées par : UAB = e + rI
, d’où l’expression de la puissance est:
Exercice d’application :
Une batterie (E,r) débite dans un récepteur résistif R, on désire
calculer la valeur de R pour laquelle la puissance dissipée dans R est
maximale.
38
Courant
Soit :
39
IV) Mesures & Divers:
Courant
continu
40
Rhéostat faible courant Rhéostat fort courant
41
IV-2) Pont de Wheatstone: Application à la mesure de résistance
A l’ équilibre on a:
42
Courant
continu
Pont de Wheatstone:
Preuve:
43
Courant
continu
IV-3) Transformation Triangle-étoile
44
Courant
continu
IV-3) Transformation Triangle-étoile: (Suite)
Ces deux circuits sont équivalents que s’ils présentent entre tous les paires
de bornes de la boîte la même résistance, c-à-d : bornes (X,Y); (Y,Z) et
(Z,X).
(X,Y) (Y,Z) (Z,X)
45
Courant
continu
IV-3) Transformation Triangle-étoile: (Suite)
46
Courant
continu
47
IV-5) Ampèremètre, voltmètre et Galvanomètre :
48
FIN DU CHAPITRE 1
49