A quoi correspond l'intensité du courant ?

Intensité et courant alternatif

Aujourd'hui, il est possible de produire de l'énergie dite verte. Cela signifie bien souvent qu'elle est renouvelable et ne pollue pas l'environnement. Cependant, la question du rentabilité peut poser question, de même pour la pollution visuelle entraînée par certains équipements.

L'électricité est un phénomène naturel qui a commencé a être étudié dès le 16 ème siècle.

L'arrivée du courant alternatif date de 1882 en France par l'invention de l'ingénieur Lucien Gaulard : le transformateur. Cela créa une véritable révolution dans l'industrie de distribution d'électricité. Comme le courant alternatif présentait plus d'avantages, il a rapidement remplacé le courant continu.

Un transformateur est un appareil censé modifier la tension et l'intensité d'un courant délivré par une source d'énergie alternative sans en changer la fréquence ou la forme.

Le courant alternatif correspond à un courant qui produit toujours de la même façon et ce sont les mêmes mécanismes qui entrent cause.

Afin de créer du courant alternatif, on utilise une turbine et un alternateur. C'est également ainsi qu'il est produit dans les centrales électriques. En voici le détail :

  1. Une turbine est mise en rotation par de l'eau ou de la pression comme de la vapeur d'eau ;
  2. La turbine entraîne alors l'axe du rotor de l'alternateur sur lequel sont encrés plusieurs électroaimants ;
  3. Le courant électrique alternatif est produit par les interactions entre les électroaimants du rotor et le fil de cuivre en bobines autour du stator.

L'équation représentant l'intensité du courant électrique est du type suivant :

    \[ i \left( t \right) = i _ { 0 } \cdot sin \left( \omega \cdot t + \phi \right) \]

dans laquelle :

  • i0 correspond à amplitude du signal exprimée en ampères (A) ;
  • φ correspond au déphasage du signal, également appelé phase à l'origine et s'exprime en radians.

La période du courant alternatif

La période est le temps en secondes (s) nécessaire à ce que le graphique du courant alternatif se retrouve dans la même position.

Les phases du courant alternatif

Le courant alternatif peut être monophasé ou triphasé.

Courant alternatif monophasé

Le courant alternatif monophasé est celui utilisé par le grand public. Il se compose de deux conducteurs, le neutre et la phase.

Le neutre est relié à la terre au dernier transformateur.

Courant alternatif triphasé

Dans le domaine des industries, on utilise des câbles dits triphasés. Ces derniers se composent de 4 conducteurs : 3 phases et un neutre, relié à la terre.

Chacune des 3 phases porte un courant déphasé de 120° par rapport aux deux autres.

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Intensité et courant continu

Saviez-vous que le nom du groupe de rock AC/DC signifiait Alternative Current / Direct Current et donc Courant Alternatif / Courant Continu en Français ? Amusant, n'est-ce pas ?

Le courant continu, noté CC en Français ou DC en Anglais, correspond a un courant électrique dont l’intensité reste indépendant du temps, on dit donc de celle-ci qu’elle est constante. C’est notamment le type de courant qui est délivré par les piles ou encore les accumulateurs.

On peut donc appeler courant continu tout courant périodique dont l’intensité reste toujours relativement proche de sa valeur moyenne ou encore un courant périodique dont la composante continue, c’est-à-dire sa valeur moyenne est d’importance primordiale. Il est également possible de nommer courant continu tout courant électrique qui circule de façon continue ou très majoritairement dans le même sens. On dit alors de ce courant qui est unidirectionnel.

Etude de la caractéristique intensité-tension d'une résistance électrique

Montage et mesures électriques

On fait varier la tension électrique entre les bornes de la résistance électrique et on mesure l'intensité du courant électrique qui traverse cette résistance.

Pour R1 = 26 ohm

U (en V)I (en mA)
2,80106
4,22161
5,76216
7,23272
8,80335

Pour R3 = 118 ohm

U (en V)I (en mA)
2,2424
4,4236
650
7,5062
9,1076

Représentation graphique

On trace la courbe représentant la variation de la tension électrique en fonction de l'intensité du courant électrique.

On observe que les points du graphique sont pratiquement alignées avec l'origine : on trace la droite moyenne qui passe le plus près de tous les points. Cette droite s'appelle la caractéristique intensité-intensité de la résistance électrique étudiée.

Interprétation graphique

Si les points sont alignées avec l'origine, il y a proportionnalité enter la tension électrique aux bornes de la résistance et l'intensité du courant qui la traverse.

On calcule le coefficient directeur de la droite moyenne à partir d'un point situé exactement sur cette droite.

Pour R1 = U / I

Le coefficient directeur de la droite correspond à la valeur de la résistance électrique étudiée.

Énoncé de la loi d'ohm

La tension électrique entre les bornes d'une résistance électrique est égale au produit de la valeur de sa résistance par l'intensité du courant qui la traverse d'où la relation U = R x I.

On a alors ceci :

    \[ \upsilon _ { R } = R \times i \]

    \[ L C \frac { \text{ d} ^ { 2 } U c } { \text{ d} t ^ { 2 } } + R C \frac { \text{ d} ^ { 2 } U c } { \text{ d} t ^ { 2 } } + \upsilon _ { c } = 0 \]

    \[ \frac { \text{ d} ^ { 2 } U c } { \text{ d} t ^ { 2 } } + \frac { R } { L } \frac { \text{ d} U c } { \text{ d} t } + \frac { 1 } { LC } \upsilon _ { c } = 0 \]

Il existe certains outils pour faciliter le calcul de la loi d'Ohm

Autres lois

Loi d'additivité des tensions

    \[ \upsilon _ { c } + \upsilon _ { L } + \upsilon _ { R } = 0 \]

    \[ \upsilon _ { L } = L \frac { \text{ d} i  } { \text{ d} t } \]

    \[ \upsilon _ { L } = L C \frac { \text{ d} ^ { 2 } U c } { \text{ d} t ^ { 2 } } \]

    \[ \text { avec } i = \frac { \text{ d} q } { \text{ d} t } \text { et } q = C \upsilon _ { c } \]

Dans un circuit électrique en série

Dans un circuit électrique en série, les dipôles sont placés les uns à la suite des autres.

  •  loi d'unicité des intensités : dans un circuit électrique en série, l'intensité du courant électrique est le même dans tous les dipôles : Ig = Il(un l comme lion) = Ih = Ir
  • loi d'additivité de tensions : dans un circuit électrique en série, la tension électrique entre les bornes du générateur est égale à la somme des tensions électriques entre les bornes des autres dipôles : Ug = Ul + Uh + Ur

Dans un circuit électrique en dérivation

Dans un circuit électrique en dérivation, chaque dipôle est relié directement aux bornes du générateur.

  • loi d'additivité des intensités : dans un circuit électrique en dérivation, l'intensité du courant électrique, dans la branche principale, est égale à la somme des intensités de courant électrique dans les branches dérivées : I = Ig + Il + Ih + Ir
  • loi d'unicité de la tension : dans un circuit électrique en dérivation, la tension électrique est la même entre les bornes de la branche principale et entre les bornes des branches dérivées : Ug = Ul = Um = Ur

La résistance

La résistance désigne la capacité physique d’un matériau à s’opposer au passage d’un courant électrique sous une certaine tension. C’est de là que sont nés les composants électriques appelés les résistances.

Une résistance est habituellement représentée par un rectangle et se note R, K ou M selon sa capacité. R représente les ohms, K les kiloohms et pour finir, M les Megohms.

Un code couleur est appliqué sur les résistances afin de connaître leur valeur.

Il peut également être intéressant de savoir qu'une résistance peut-être composée de divers matériaux selon qu’elle soit de faible ou haute puissance.

Par exemple, les résistances de moins de 2 W sont constituées de carbone et de céramique. Ce type de résistance a pour avantage de générer très peu de bruit thermique, ce qui en fait un élément de choix dans les circuits audio.

Les résistances faites pour supporter des puissances supérieures seront quand à elles fabriquées à l’aide d’un cylindre de céramique sur lequel sera enroulé un fil conducteur.

Pour finir, les résistances à très hautes puissance sont constituées de solution aqueuse contenant des ions cuivre et qui ralentissent grandement le passage du courant électrique.

Comparaison de résistances électriques

Influence de la longueur

La résistance électrique augmente quand la longueur du fil conducteur utilisé augmente.

Influence du diamètre

La résistance électrique diminue quand le diamètre du fil conducteur utilisé augmente.

Influence du matériau

La résistance électrique dépend de la nature du matériaux utilisé. Parmi les quatre matériaux testés, le cuivre est le meilleur conducteur électrique (résistance nulle) et le nichrome le moins bon.

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potto75011
potto75011
Invité
13 Mai.

Salut, J’aime bien ta page mais seulement je crois que tes calculs sont faux enfin je sais pas trop mais j’ai un doute???? Parce que comme moi tu sais que U=R x I Mais, Pour R1 = 26 ohm U (V) 2,80V 4,22V 5,76V 7,23V 8,80V X I(mA) 106mA 161mA 216mA 272mA 335mA X Tu dis donc que 26 X 0.106 = 2.8 ???????????????????????????? sur ma calculatrice j’ai trouvé 2.756 et sur le deuxième je crois que c’est faux aussi je te laisse faire le calcul Mais je ne suis pas sur 🙂 xD

miss_melusine
miss_melusine
Invité
17 Mai.

Tu as trouvé toi-même la réponse !
26 x 0,106 = 2,756 (c’est ce que tu dis).

J’ai juste arrondi comme on me l’a demandé.
Je suppose ue l’autre erreur doit être pareille.

En espérant que j’ai répondu à tes questions.