Quelles sont les différentes lois existantes ?

Les définitions

Un circuit imprimé permet de fabriquer le même type de circuit que vous pouvez faire en cours mais de plus petite taille. Ceux-ci sont souvent pré-percés afin de pouvoir y faire passer les "pattes" des composants comme une diode ou une résistance par exemple.

  • un circuit électrique est une chaîne ininterrompu de conducteurs avec au moins un récepteur et comportant un générateur.
  • un générateur a la propriété de faire circuler le courant électrique dans le circuit parce qu'il possède une borne positive et négative.
  • par convention, on dit que le courant électrique circule dans le circuit de la borne positive vers la borne négative du générateur (SCC).
  • l'unité dans le système international (SI) de l'intensité du courant électrique est l'ampère (A) et l'intensité du courant se note I.
  • l'unité SI de tension électrique est le volt (V) et la tension électrique se note U.
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Les lois

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

Le circuit RLC

On trouve des résistances dans presque tous les montages. D'ailleurs, saviez-vous que votre corps lui-même était une résistance dont valeur peut varier selon les cas ?

Le circuit RCL est un circuit électrique qui se compose toujours d’au moins trois éléments :

  1. Une résistance :
    • la définition d’une 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.
    • Reconnaître une résistance : 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.
  2. Une bobine :
    • La définition d'une bobine : Un bobine correspond à un composant très couramment utilisé en électrotechnique et en électronique. Composée d'un enroulement de fil conducteur qui se trouvent parfois autour d'un noyau à base de matériau ferromagnétique et qui peut correspondre à un assemblage de feuilles de tôle ou encore un bloc de ferrite.
  3. Un condensateur :
    • La définition d’un condensateur : Un condensateur est un composant en électronique qui a la capacité de stocker de l’énergie électrique. Il stocke cette électricité en fonction de la tension qu’il reçoit et ce de manière proportionnelle.
    • Les marques du condensateur : Selon sa capacité, un condensateur reçoit un marquage signifiant sa valeur. La plupart du temps, le marquage respecte le schéma suivant XXY dans lequel la partie XX correspond à la valeur et Y à la puissance de 10 en picofarads de symbole pF.

Ces circuits peuvent être montés en parallèle ou en série. Le but de ces circuits et d’en observer les résonances résultantes à l’injection d’oscillations.

Un élément est dit ferromagnétique quand il possède des propriétés de ferromagnétisme.
Le ferromagnétisme est le mécanisme par lequel des matériaux forment des aimants permanents ou sont attirés par d’autres aimants. Le cobalt, le nickel ou encore le fer sont des éléments ferromagnétiques

Loi d'additivité des tensions

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

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

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

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

La loi d'Ohm

    \[ \upsilon _ { R } = R i \]

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

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

Le courant continu

Les piles que l'on met dans les télécommandes ou certains jouets délivrent un courant continu

Définition

Le courant continu est un courant électrique dont l'intensité est changeante au cours du temps. Par opposition au courant alternatif, il circule toujours dans le même sens.

Ce courant est symbolisé par l'acronyme CC pour courant continu ou DC en anglais pour direct current.

Histoire du courant continu

Le courant continu est le premier des courants électriques a avoir été utilisé. C'est Thomas Edison qui l'a contrôlé pour la première fois. Cependant, il a vite été supplanté par le courant alternatif qui montre l'avantage de pouvoir être transporté sur de plus longues distances.

Différents courants continus

Il existe différents types de courants continus. Tout d'abord on trouve le courant constant qui garde la même amplitude et la même direction. Ensuite, il existe le courant ondulé et lissé. Proche du courant constant, il garde cependant un certain taux d'ondulation. Pour finir, il reste le courant variable unidirectionnel. Ce dernier ne change jamais de sens mais son amplitude peut être amenée à changer.

Les touts premières sources électriques découvertes furent l’électricité statique. Ensuite vint la pile électrique d'Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta qu'il mit au point en 1800. Il s'agissait d'un empilement de tissu, de cuivre et de zinc le tout imprégné d'eau salée. Le tout produit donc de l’électricité par oxydo-réduction.

Il faudra quand même attendre le XVIIIe siècle pour voir apparaître le courant électrique public et les premiers réseaux de distribution d'électricité dans les viles.

Un oxydant, également appelé agent d'oxydation, correspond à un ion, un corps simple ou un composé qui, lors d'une réaction d'oxydoréduction, reçoit un ou plusieurs électrons d'une autre espèce chimique.

Un réducteur, également appelé agent de réduction, correspond à un ion, un corps simple ou un composé qui, lors d'une réaction d'oxydoréduction, cède un ou plusieurs électrons à une autre espèce chimique.

Une réaction d'oxydoréduction, également appelée réaction redox, correspond à une réaction chimique au cours de laquelle à lieu un transfert d'électron. C'est-à-dire une réaction durant laquelle une espèce chimique dite oxydant reçoit un ou plusieurs électrons d'une autre espèce chimique dite réducteur.

Le courant alternatif

Contrairement à ce que beaucoup pensent, le courant que l'on trouve dans les maison n'est pas continu mais est alternatif. C'est alors un courant de 230 V qui présente une fréquence de 50 Hz

Histoire du courant alternatif

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.

La production du courant alternatif

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.

Les caractéristiques d'un courant alternatif

On dit d'un courant électrique alternatif qu'il est périodique et sinusoïdal.

Périodique car sa tension change de sens de manière périodique en s'inversant constamment et sinusoïdal car la tension varie au cours du temps en décrivant une courbe sinusoïdale.

L'intensité du courant alternatif

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.

Les avantages du courant alternatif

Les avantages du courant alternatif comparé au courant continu est que l'on peut modifier son intensité ou sa tension à l'aide d'un transformateur.

Grâce aux transformateurs, on peut transporter du courant haute tension de plus faible intensité, ce qui permet de diminuer l'effet Joules. Il suffit avant de redistribuer l'électricité aux utilisateurs de la transformer à nouveau.

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Joy

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Andrès
Andrès
Invité
21 Mai.

Merci ça m’aide beaucoup !! Mais il faudrait une meilleure présenation ( saute des lignes ! ) mais le contenu est trés bien !