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Les fondamentaux
de l’Electricité
Chouaib dziri
Ingénieur en mécatronique
Sommaire de l’introduction
1- Courant électrique
1-1- Définitions
1-2- Loi des nœuds (1ère loi de Kirchhoff)
2- Tension électrique
2-1- Définitions
2-2- Loi des branches (2nd loi de Kirchhoff)
3- Relation entre courant et tension
3-1- Loi d’Ohm
3-2- Résistance électrique d’un conducteur ohmique
3-3- Echelle des résistivités
4- Puissance et énergie électrique
4-1- Puissance électrique
4-2- Energie électrique
4-3- Effet Joule
4-4- Loi de Joule
5- Les unités
1- Courant électrique
1-1- Définitions
• Définition : un courant électrique est un
mouvement d’ensemble de porteurs de
charges électriques.
+ Champ électrique V -
1- Courant électrique
• Définition : L’intensité du courant électrique i
est la quantité d’électricité transportée par unité
de temps.
• dq est la quantité d’électricité qui traverse la
section du conducteur pendant la durée dt.
i =
dq
dt
1-2- Loi des noeuds (1ère loi de
Kirchhoff)
Un nœud est un point de jonction de plusieurs
conducteurs électriques :
La somme des intensités des courants arrivant à
un nœud est égale à la somme des intensités
des courants sortant du nœud :
i1 + i2 = i3 + i4
i 1
i 2
i 3
i 4
Nœud
2- Tension électrique
2-1- Définitions
• Une tension électrique est une différence de
potentiel électrique (ou d.d.p.) :
uAB = vA – vB
uAB : tension électrique entre les points A et B
vA : potentiel électrique du point A
vB : potentiel électrique du point B
DipôleA
uAB
B
2-2- Loi des branches (2nd loi de
Kirchhoff)
• La tension totale entre deux points d’un circuit électrique est égale à la
somme des tensions intermédiaires.
uPN = uPA + uAB + uBC + uCN
A
N
P
B
C
uBC
uAB
uPN
uCN
uPA
3- Relation entre courant et tension
3-1- Loi d’Ohm
Dans une résistance électrique, tension et courant sont, proportionnels.
- Loi d’Ohm en convention récepteur
On parle de convention récepteur quand les orientations du courant et de la tension relatives à un
dipôle sont en sens inverse :
u = +Ri
- Loi d’Ohm en convention générateur
Les orientations du courant et de la tension sont dans le même sens :
u = -Ri
La résistance est une grandeur positive.
Ri
u
Ri
u
3-2- Résistance électrique d’un
conducteur ohmique
l : longueur (en m)
S : section (en m²)
ρ : résistivité électrique du conducteur (en
Ω×m), fonction de la température.
R : résistance (en Ω)
R =
ρ l
S
l
S
3-3- Echelle des résistivités
Remarques :
- un supraconducteur a une résistivité nulle
(résistance nulle)
- un isolant a une grande résistivité (courant
quasi nul)
Supraconducteur
Conducteur
Semi-conducteur
Isolant
Résistivité
∞0
4- Puissance et énergie électrique
4-1- Puissance électrique
• La puissance électrique mise en jeu dans un dipôle est :
p = u i
Dipôle générateur et dipôle récepteur (de puissance)
Un dipôle générateur est un dipôle qui fournit de la puissance
électrique.
Cette puissance est consommée par les dipôles récepteurs.
Dipôlei
u
Dipôle générateur
de puissance
Dipôle récepteur
de puissance
Sens de transfert de la
puissance électrique
4-2- Energie électrique
La puissance dérive de l’énergie:
dE est l’énergie mise en jeu pendant la durée dt.
L’énergie électrique s’écrit donc :
dE = ui×dt
4-3- Effet Joule
Un conducteur parcouru par un courant électrique
dégage de la chaleur.
Plus généralement, l’effet Joule se traduit par la
conversion d’énergie électrique en énergie
thermique (chaleur).
• Dans le cas des conducteurs ohmiques et des
résistances, l’énergie électrique consommée est
entièrement transformée en chaleur.
4-4- Loi de Joule
La puissance électrique consommée par une
résistance est :
p = ui
avec u = Ri
Ri
u
p = Ri²=
U²
R
5-Les Unités
Grandeur Unité
Intensité Ampère (A)
Tension Volte (V)
Puissance Watt (W)
Energie Joule (J) ou Wattheure (Wh)
NB: 1 KWh = 3,6 10 J
6
Résumé
1. Le courant est la quantité d’électricité qui traverse la section du
conducteur pendant la durée dt.
2. Dans un nœud la somme du courant entrant égale à la somme du
courant sortant.
3. La somme des tensions dans une maille est nulle.
4. La résistance d’un dipôle dépend de son longueur, sa section et sa
conductivité électrique.
5. La puissance électrique est la capacité d’un dipôle de fournir ou
de consommer le couple « u x i ».
6. L’énergie électrique est la capacité d’un dipôle de fournir ou de
consommer une puissance durant un intervalle du temps.
7. Un conducteur parcouru par l’électricité dégage de la chaleur.
8. L’effet joule est La puissance électrique consommée par une
résistance.

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Les fondamentaux de l'électricité

  • 1. Les fondamentaux de l’Electricité Chouaib dziri Ingénieur en mécatronique
  • 2. Sommaire de l’introduction 1- Courant électrique 1-1- Définitions 1-2- Loi des nœuds (1ère loi de Kirchhoff) 2- Tension électrique 2-1- Définitions 2-2- Loi des branches (2nd loi de Kirchhoff) 3- Relation entre courant et tension 3-1- Loi d’Ohm 3-2- Résistance électrique d’un conducteur ohmique 3-3- Echelle des résistivités 4- Puissance et énergie électrique 4-1- Puissance électrique 4-2- Energie électrique 4-3- Effet Joule 4-4- Loi de Joule 5- Les unités
  • 3. 1- Courant électrique 1-1- Définitions • Définition : un courant électrique est un mouvement d’ensemble de porteurs de charges électriques. + Champ électrique V -
  • 4. 1- Courant électrique • Définition : L’intensité du courant électrique i est la quantité d’électricité transportée par unité de temps. • dq est la quantité d’électricité qui traverse la section du conducteur pendant la durée dt. i = dq dt
  • 5. 1-2- Loi des noeuds (1ère loi de Kirchhoff) Un nœud est un point de jonction de plusieurs conducteurs électriques : La somme des intensités des courants arrivant à un nœud est égale à la somme des intensités des courants sortant du nœud : i1 + i2 = i3 + i4 i 1 i 2 i 3 i 4 Nœud
  • 6. 2- Tension électrique 2-1- Définitions • Une tension électrique est une différence de potentiel électrique (ou d.d.p.) : uAB = vA – vB uAB : tension électrique entre les points A et B vA : potentiel électrique du point A vB : potentiel électrique du point B DipôleA uAB B
  • 7. 2-2- Loi des branches (2nd loi de Kirchhoff) • La tension totale entre deux points d’un circuit électrique est égale à la somme des tensions intermédiaires. uPN = uPA + uAB + uBC + uCN A N P B C uBC uAB uPN uCN uPA
  • 8. 3- Relation entre courant et tension 3-1- Loi d’Ohm Dans une résistance électrique, tension et courant sont, proportionnels. - Loi d’Ohm en convention récepteur On parle de convention récepteur quand les orientations du courant et de la tension relatives à un dipôle sont en sens inverse : u = +Ri - Loi d’Ohm en convention générateur Les orientations du courant et de la tension sont dans le même sens : u = -Ri La résistance est une grandeur positive. Ri u Ri u
  • 9. 3-2- Résistance électrique d’un conducteur ohmique l : longueur (en m) S : section (en m²) ρ : résistivité électrique du conducteur (en Ω×m), fonction de la température. R : résistance (en Ω) R = ρ l S l S
  • 10. 3-3- Echelle des résistivités Remarques : - un supraconducteur a une résistivité nulle (résistance nulle) - un isolant a une grande résistivité (courant quasi nul) Supraconducteur Conducteur Semi-conducteur Isolant Résistivité ∞0
  • 11. 4- Puissance et énergie électrique 4-1- Puissance électrique • La puissance électrique mise en jeu dans un dipôle est : p = u i Dipôle générateur et dipôle récepteur (de puissance) Un dipôle générateur est un dipôle qui fournit de la puissance électrique. Cette puissance est consommée par les dipôles récepteurs. Dipôlei u Dipôle générateur de puissance Dipôle récepteur de puissance Sens de transfert de la puissance électrique
  • 12. 4-2- Energie électrique La puissance dérive de l’énergie: dE est l’énergie mise en jeu pendant la durée dt. L’énergie électrique s’écrit donc : dE = ui×dt
  • 13. 4-3- Effet Joule Un conducteur parcouru par un courant électrique dégage de la chaleur. Plus généralement, l’effet Joule se traduit par la conversion d’énergie électrique en énergie thermique (chaleur). • Dans le cas des conducteurs ohmiques et des résistances, l’énergie électrique consommée est entièrement transformée en chaleur.
  • 14. 4-4- Loi de Joule La puissance électrique consommée par une résistance est : p = ui avec u = Ri Ri u p = Ri²= U² R
  • 15. 5-Les Unités Grandeur Unité Intensité Ampère (A) Tension Volte (V) Puissance Watt (W) Energie Joule (J) ou Wattheure (Wh) NB: 1 KWh = 3,6 10 J 6
  • 16. Résumé 1. Le courant est la quantité d’électricité qui traverse la section du conducteur pendant la durée dt. 2. Dans un nœud la somme du courant entrant égale à la somme du courant sortant. 3. La somme des tensions dans une maille est nulle. 4. La résistance d’un dipôle dépend de son longueur, sa section et sa conductivité électrique. 5. La puissance électrique est la capacité d’un dipôle de fournir ou de consommer le couple « u x i ». 6. L’énergie électrique est la capacité d’un dipôle de fournir ou de consommer une puissance durant un intervalle du temps. 7. Un conducteur parcouru par l’électricité dégage de la chaleur. 8. L’effet joule est La puissance électrique consommée par une résistance.