Chapitre 1 Circuits courant continu - elec.jbd.free.fr

1 1 Circuits parcourus par un courant continu 2696 T01-X 1 Chapitre 1 Circuits parcourus par un courant continu INTRODUCTION 3 1. GENERALITES SUR LES Circuits ELECTRIQUES 4 Notion de circuit lectrique 4 Le courant lectrique continu 4 La mesure de l intensit d un courant continu 5 La diff rence de potentiel 5 La mesure d une tension continue 6 Branchement s rie ou parall le 6 Notion de n ud, branche et maille dans un circuit 7 Lois des n uds, des branches et des mailles 7 Exemples d exercice 8 Exercices r soudre 10 2.

2 ETUDE THERMIQUE D UN circuit ELECTRIQUE 11 L nergie lectrique 11 La puissance lectrique 11 Le r sistor ou r sistance 12 La loi de Joule 13 La loi d Ohm 13 1 Circuits parcourus par un courant continu 2696 T01-X 2 Mesure d une r sistance 14 Puissance dissip e 16 Association de r sistances 17 Exemples d exercice 19 Exercices r soudre 21 3.

3 ETUDE GENERALE D UN circuit ELECTRIQUE 22 L lectromoteur g n rateur 22 Association de g n rateurs 23 L lectromoteur r cepteur 23 La loi d Ohm g n ralis e 24 Le condensateur - Capacit 25 Association de condensateurs 26 Le r actor Inductance 27 Groupement RC et RL s rie 28 Exemples d exercice 31 Exercices r soudre 33 4.

4 APPAREILS DE MESURE 34 Le multim tre 34 La pince multifonctions 36 L oscilloscope 38 5. CORRECTION DES EXERCICES 41 1 Circuits parcourus par un courant continu 2696 T01-X 3 INTRODUCTION On entend par le mot lectricit l ensemble des manifestations dues des charges lectriques, au repos ou en mouvement. Ces charges lectriques sont de deux natures : positives ou n gatives.

5 Dans la mati re, chaque corps est constitu d atomes avec un noyau entour d lectrons : charges l mentaires n gatives. Un corps ne contenant que des lectrons li s est un isolant. Un corps contenant des lectrons libres car pouvant se d placer librement est un conducteur car il permet la circulation des charges lectriques. Un corps qui a perdu un lectron libre devient une charge lectrique positive, un corps r cup rant un lectron libre devient une charge lectrique n gative. Les diff rentes charges lectriques ont une influence les unes par rapport aux autres : Si l on accumule d un c t des charges lectriques positives et de l autre des charges n gatives, il existe entre les deux une diff rence de potentiel lectrique appel e tension lectrique.

6 Lorsque les deux cot s sont reli s par un l ment conducteur, les lectrons libres de charges n gatives se d placent du p le n gatif vers le p le positif. Ce d placement de charges n gatives cr e un courant lectrique n gatif de sens oppos au sens conventionnel positif donn au courant lectrique. Exemples : la foudre entre deux nuages ou entre un nuage et la terre. Une voiture charg e par le frottement dans l air. Le courant lectrique est porteur d nergie utilis e dans de nombreuses applications dans le domaine de l lectrotechnique : L nergie thermique : le passage du courant lectrique cr e de la chaleur et rend incandescent le filament d une lampe lectrique.

7 L nergie m canique : le passage du courant lectrique cr e un champ magn tique et provoque la mise en mouvement d un moteur lectrique. L nergie chimique : le passage du courant lectrique cr e une r action chimique et permet l lectrolyse de l eau. 1 Circuits parcourus par un courant continu 2696 T01-X 4 1. GENERALITES SUR LES Circuits ELECTRIQUES Notion de circuit lectrique Un circuit lectrique est un ensemble comprenant un g n rateur, un ou plusieurs r cepteurs reli s par des fils conducteurs et parcouru par un courant lectrique. Le g n rateur rep r G est la source d nergie. Il cr e l nergie en tablissant une diff rence de potentiel dans le circuit lectrique.

8 Il s agit par exemple d une pile ou d une batterie. L interrupteur rep r S permet ou non le passage du courant dans le circuit . Les r cepteurs transforment l nergie lectrique transport e par le courant en nergie thermique pour la lampe, en nergie chimique pour l lectrolyse en nergie m canique pour l aiguille aimant e. Lorsque l interrupteur S est ouvert, le courant lectrique ne circule pas; aucun ph nom ne ne se passe: L nergie n est pas transport e. Lorsque l interrupteur S est ferm , le courant lectrique transporte l nergie dans le circuit de la borne positive vers la borne n gative du g n rateur: la lampe s claire ( nergie thermique), l aiguille aimant e d vie ( nergie m canique) et l lectrolyse fonctionne ( nergie chimique).

9 Le courant lectrique continu Le courant lectrique r sulte d un d placement d lectrons de charge n gative. Le sens conventionnel du courant est le sens oppos au d placement des lectrons. Les lectrons de charge n gative se d placent de la borne vers la borne + du g n rateur Le courant lectrique continu d fini positif circule de la borne + vers la borne du g n rateur Il est repr sent sur le circuit par une fl che qui indique le sens positif du courant . En r gime tabli, le courant lectrique est constant. L intensit du courant lectrique se note I et s exprime en amp re. C est la quantit d lectricit transport e par unit de temps: Andr Marie Amp re Fran ais (1775-1836) I = q t I en amp res (A) q en coulombs (C) t en secondes (s) Aiguille aimant e G + - S Bobine Lampe Electrolyse 1 Circuits parcourus par un courant continu 2696 T01-X 5 Une quantit d lectricit de 1 coulomb correspond au passage de 1 A pendant 1 s.

10 Un courant lectrique de 1 A pendant 1 heure donne : Pour information : la quantit d lectricit transport e par un lectron est 1,6 10 19 C La mesure de l intensit d un courant continu On mesure l intensit du courant lectrique avec un amp rem tre analogique ou num rique branch en s rie dans le circuit ; Cette mesure n cessite de pouvoir ouvrir le circuit pour y ins rer l appareil qui doit tre travers par le courant mesurer. Symbole de l amp rem tre continu : On pr f re donc utiliser la pince amp rem trique qui donne la mesure de l intensit dans le conducteur encercl par la pince. La diff rence de potentiel Si un courant lectrique circule entre deux points d un circuit , il existe entre ces deux points une diff rence de potentiel lectrique.