Electricité 1 - Notes de cours chapitre 1 PDF

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Electrocinétique - Notions de courant et de tension – Loi d’Ohm ...

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CHAPITRE 1 : Electrocinétique - Notions de courant et de tension – Loi d’Ohm

I – Electrostatique / Electrocinétique L’atome Neutron : charge électrique nulle Proton

: charge électrique positive +e

Electron : charge électrique négative - e Charge électrique élémentaire e = 1,6 x 10-19 Coulomb (C) Les charges sont responsables des phénomènes électriques. On distingue : ➢ ➢

l’électrocinétique, qui est l’étude des charges en mouvement l’électrostatique, qui est l’étude des charges immobiles (au repos) : phénomènes d’attraction et de répulsion

1 - Electrostatique Propriétés des charges immobiles : attraction/répulsion Les charges électriques de même signe se repoussent (répulsion), tandis que les charges de signes opposés s’attirent (attraction). Une charge électrique Q crée un champ électrique E en tout point de l’espace Une charge électrique Q crée un potentiel électrique U en tout point de l’espace ⇒ existence d’une différence de potentiel entre deux points Une charge électrique Q crée sur une autre charge q une force électrique F U

2 - Electrocinétique Propriétés des charges électriques en mouvement : Circulation de charges ⇒ création d’un courant I en Ampère (A) → accès à la différence de potentiel, à la puissance dissipée, à la résistance, etc…

-

Dans les métaux et alliages, les charges sont les électrons Dans les électrolytes, les charges sont les ions (cations, anions) Dans les semi-conducteurs, les charges sont les électrons et les trous

II – Propriétés de charges en mouvement dans les conducteurs 1 - Conducteur – Mouvement de charges Définition : Un conducteur est un matériau dans lequel les charges électriques peuvent circuler librement sous l’action de forces. On parle d’électrons de conduction : ce sont des électrons libres de se déplacer car faiblement liés au noyau.

2 - Tension électrique ou différence de potentiel (d.d.p) Définition : La tension entre deux points d’un circuit électrique représente la différence de potentiel mesurée entre ces deux points.

Unité de tension : le Volt (V)

La tension entre 2 points A et B est mesurée par un voltmètre placé en parallèle.

Répartition des tensions :

3 - Courant électrique, intensité I du courant électrique Définition : le courant électrique correspond au déplacement des charges électriques sous l’effet du champ électrique induit par une différence de potentiel. On considère un conducteur de section S, par exemple un fil :

Dans les métaux, les électrons assurent le passage du courant ; dans les solutions électrolytiques, ce sont les ions qui sont les porteurs de charges.

Unité d’intensité : l’Ampère (A) On utilise parfois le Coulomb par seconde (C/s) car 1 Ampère correspond à l’intensité d’un courant qui transporte une charge électrique de 1 Coulomb en 1 seconde

L’intensité est mesurée par un ampèremètre placé en série dans le circuit

Répartition des courants :

Lors de la séparation, la répartition n’est pas égale : I1 ≠ I2

4 - Dipôles électrocinétiques Définition : On appelle dipôle AB un élément d’un circuit électrique (ou montage électrique), placé entre deux bornes A et B

o o

Dipôle actif : fournit un courant, donc une énergie (exemple : générateur, pile, …) Dipôle passif : reçoit de l’énergie (exemple : résistance ou récepteur)

5 - Energie Un système possède de l’énergie s'il est capable de fournir du travail sous forme mécanique ou autre… Transformation de l'énergie : Un récepteur est un appareil qui transforme l’énergie électrique en une autre forme d'énergie

Unité d’énergie : le Joule (J) ou Watt.seconde (W.s)

6 - Puissance Définition : La puissance est la quantité d’énergie par unité de temps fournie par un système à un autre. La puissance est donc un débit d’énergie.

Unité de puissance : le Watt (W) ou Joule par seconde (J/s)

III – Résistance et loi d’Ohm Définition : Une résistance électrique R, ou conducteur ohmique, est un dipôle passif linéaire.

Loi d’Ohm : En valeur absolue, la tension aux bornes d’une résistance R est égale au produit de l’intensité du courant qui la traverse par la valeur de la résistance. Attention : le signe du produit R.I dépend des sens choisis pour UAB et I

Unité : R en Ohms (Ω) en SI (avec U en V et I en A)...