L’électricité dynamique

L’électricité dynamique
1. Les composantes d’un circuit
• a) Générateur: fournit de l’énergie pour permettre aux charges de
circuler . Le générateur porte le symbole
• Exemple: Pile ou une autre source d’énergie
• b) les récepteurs: Les récepteurs ont des rôles différents:
• - Résistor a pour rôle de limiter le courant dans un circuit.
• - Moteur électrique pour produire des mouvements.
• - Ampoule pour produire de la lumière

L’électricité dynamique
• 1. Les composantes d’un circuit (suite)
a) Appareils de mesure:
- Ampéremetre pour mesurer l’intensité du
courent;
- Voltmètre pour mesurer la tension aux bornes
d’une composante;
- Ohmmètre pour mesurer la résistance d’une
composante.

• 1. Les composantes d’un circuit (suite)
• d) Éléments de liaison
– Interrupteur: pour ouvrir ou fermer le circuit;
– Fusible pour ouvrir le circuit si le courant
dépasse la valeur limite;
– Fil conducteur pour relier des composantes
L’électricité dynamique

Le courant électrique
• C’est un déplacement de charges dans un sens
privilégié;
• C’est le sens de déplacement des charges
positives qui est indiqué dans le courant
conventionnel;
• Les charges positives quittent la borne positive
du générateur pour revenir à la borne négative.
Quelques faits:

LES CIRCUITS ÉLECTRIQUES
• Les circuits électriques sont des montages qui
permettent la circulation du courant électrique;
• peu importe le type de circuit, il comporte toujours
trois composantes essentielles:
- une source d'énergie électrique;
- un ou plusieurs éléments qui utilisent l'énergie électrique,
- fils conducteurs, pour relier la source de courant aux
différents éléments.

LES CIRCUITS EN SÉRIE
• Un circuit en série est un montage électrique dans
lequel les éléments du circuit sont reliés les uns à
la suite des autres. Le courant n’a alors qu’un seul
chemin possible pour revenir à la source de
courant.
LES CIRCUITS ÉLECTRIQUES

LES CIRCUITS ÉLECTRIQUES
LES CIRCUITS EN SÉRIE (SUITE)
• Les éléments sont branchés les uns à la suite des autres;
• L’intensité lumineuse des ampoules varie en fonction du
nombre d’ampoules;
• Si on dévisse une ampoule, le courant arrête de circuler.
Il n’y a alors plus aucune ampoule qui sera allumée.

Les circuits électriques
LES CIRCUITS EN PARALLÈLE
• Un circuit en parallèle est un montage électrique
dans lequel les appareils sont placés parallèlement
les uns au autres. Le courant peut revenir à la source
par plusieurs chemins différents.

Les circuits électriques
Les circuits parallèles
• Le courant peut parcourir plusieurs chemins différents
pour revenir à la source. .
• L’intensité lumineuse des ampoules ne variera pas en
fonction du nombre d’ampoules.
• Si on dévisse une ampoule, le courant n’arrêtera pas de
circuler.

Le courant électrique
• Quantité de charges électriques qui
passent dans un conducteur pendant un
intervalle de temps donné.
I = q
Δt
I: intensité du courant (A)
q: charge électrique (C)
Δt: intervalle de temps (s)

Rappel
• 1C = 6,25 X 1018 électrons

Exemple
• La fiche signalétique d’un phare
d’automobile indique qu’il a besoin d’un
courant de 15 A pour fonctionner. Quelle
est la charge nécessaire pour le faire
fonctionner pendant une minute ?
I = 15 A
Δt = 60 s
q = ?

I = q_
Δt
Donc, q = I X Δt
q = 15 A X 60 s
q = 900 C

La différence de potentiel ou
tension électrique
• Le potentiel électrique entre deux points
du circuit est une variation de l’énergie
transférée (ΔE)
U = ΔE
q
U: potentiel électrique (V)  J/C
ΔE: variation d’énergie ou énergie
transférée (J)
q: charge électrique (C)

Exemple
• Les circuits électriques de nos maisons
fournissent en général une différence de
potentiel de 120 V. Quelle est la quantité
d’énergie que fournit une charge de 200 C ?
U = 120 V
q = 200 C
ΔE = ?

U = ΔE
q
Donc: ΔE = U X q
= 120 V X 200 C
= 24 000 J ou 24 kJ

La résistance
• C’est la capacité d’un matériau de s’opposer
au passage du courant électrique.

Facteurs influençant la
résistance
• La nature de la substance
• La longueur: plus c’est long plus il y a
de la résistance.
• Le diamètre: plus le diamètre est
petit, plus il y a de résistance.
• La température: plus c’est chaud plus
il y a de la résistance.

La loi d’Ohm
• Pour une résistance, la différence de
potentiel dans un circuit est directement
proportionnelle à l’intensité du courant.
U: différence de potentiel (V)
I: intensité du courant (A)
R: résistance (Ω)  V
A
U = RI ou R = U
I
ou I = U
R

Exemples
• On trouve que, lorsque l’intensité du
courant est de 3,5 A, la différence de
potentiel aux bornes de cet élément est
de 10V. Quelle est la résistance de cet
élément chauffant?
2) R = 10V
3,5A
1) R = U
I
3) 2.9 Ω

Exemples
• La résistance d’un haut-parleur installé
dans une voiture est de 8 Ω, alors que
l’autoradio est branché à une source
d’alimentation de 6V. Quelle est l’intensité
maximale de courant pouvant parcourir le
haut-parleur?
I=? A
U=6V
R=8 Ω
I = U
R
I = 6V
8Ω
I = 0,75A

Les lois de Kirchhoff (STE)
Physicien allemand (1824-1887)

Aussi appelée la loi des nœuds
ou loi des courants

Aussi appelée la loi des boucles
ou des tensions

Relation entre la puissance
et l'énergie électrique

Puissance
• La puissance électrique d’un appareil
indique la quantité de qu’il est
capable de faire par unité de
(quantité d’énergie transformée pendant
un certain temps).
• Plus un appareil est puissant, il
prendra de temps pour effectuer un travail.
• L’unité de mesure de la puissance
électrique est le (W).
travail
temps
moins
watt

(STE)
• Un appareil dont la puissance est de un
watt accomplit un de un joule par
seconde,
ou 1 W =
travail
1 J
1 s

(STE)
• L’équation mathématique de la puissance
électrique est la suivante
où Pé : puissance électrique (W)
W : travail (J)
∆t : temps (s)
W
∆t
Pé =

• La puissance électrique d’un appareil peut aussi
s’exprimer au moyen de la
et de l’ du courant.
où Pé : puissance électrique (W)
U : différence de potentiel (V)
I : intensité du courant (A)
différence de potentiel
intensité
U • I
Pé =

Énergie électrique (E)
• La quantité d’énergie électrique consommée par
un appareil est obtenue en multipliant sa
par le temps,
ou 1 J = 1 W  1 s.
• L’énergie électrique peut ainsi se mesurer en
mais aussi en .
• Le kilowattheure est utilisé dans les factures de
d’électricité.
ou 1 kWh = 1 kW x 1h
puissance
joule
kilowattheure
consommation

• La relation mathématique entre la puissance
électrique et l’énergie électrique est la suivante :
où E :énergie consommée (J ou kWh)
Pé : puissance (W ou kW)
∆t : temps (s ou h)
• La correspondance entre ces unités de mesure
est la suivante :
1 kWh = 1000 W  3600 s = 3 600 000 J
E = Pé • ∆t

Défis électriques
• Dans un circuit en série l’intensité du
courant électrique (ampère) est
constante dans tout le circuit.

Dans un circuit en parallèle
• La différence de potentiel (U volt) est
constante dans le circuit.