08 - Courant continu Flashcards
On appelle générateur électrique un … capable de convertir en … une autre forme d’énergie :
- Chimique pour une …
- Rayonnante pour une … appelée aussi …
- Mécanique pour une … appelée aussi …
Dipôle / Energie électrique /Pile électrochimique / Cellule photovoltaïque ou photopile / Génératrice ou dynamo
Sens conventionnel du courant : de la borne … vers la borne …
borne +
borne -
Schéma d’une pile (E, r)
Dans la réalité, le courant électrique est dû à un … qui vont de la borne … vers la borne …
Déplacement d’électrons
Borne (-) / borne (+)
Dans le générateur, et non dans la réalité, on peut dire que les électrons vont de la borne … à la borne …
(+) / (-)
Schéma du déplacement des électrons et sens du courant dans un générateur
On appelle force électromotrice d’un générateur la grandeur … (en Volt) mesurée par le rapport de l’… qu’il fournit au circuit à la … qui l’a traversé
Grandeur E / Energie électrique totale / Quantité d’électricité
Tension électrique aux bornes d’un générateur réel
- uG = E - ri
- E est la force électromotrice du générateur (en V)
- r est la résistance interne (en Ω)
La caractéristique (i, u) d’un générateur réel est une … représentée par une droite de coefficient directeur … et d’ordonnée à l’origine … Donner le graphe
Fonction affine / -r / E
Générateur de tension continue réel (E, r) :
Courant de court-circuit ICC
Il est tel que UG= 0
cad ICC=E / r
Générateur de tension continue réel (E, r) :
On constate que la force électromotrice E d’un générateur n’est rien d’autre que la … aux bornes du générateur lorsqu’il ne débite …
- Différence de potentiel
- Aucun courant
Générateur de tension continue idéale (E) :
Tension électrique aux bornes d’un générateur idéal
UG = E
Générateur de tension continue idéal (E) :
Graphe caractéristique d’un générateur idéal de tension
Générateur de courant continu idéal :
Caractéristique d’un générateur idéal de courant
Générateur de courant continu idéal :
C’est un dispositif pouvant produire un … quel que soit la … nécessaire au récepteur quand ce courant le traverse
iG = …
Courant électrique constant / Tension / iG = I
Récepteur électrique : capable de convertir de l’… en une autre forme d’énergie :
- … pour une résistance
- … pour un moteur à courant continu
- … pour un électrolyseur
- … pour une lampe
Energie électrique / Calorifique / mécanique / Chimique / rayonnante
Deux types de récepteurs :
- Récepteurs … autrement nommés … : ils convertissent toute l’… qu’ils reçoivent sous forme … et par …
- Récepteurs … : ils convertissent une partie de l’… qu’ils reçoivent sous une forme d’énergie utile autre que celle liée aux effets
- Récepteurs passifs / conducteurs ohmique / Energie / thermique / rayonnement
- Récepteurs actifs / énergie / thermiques
Convention récepteur :
Le courant et la tension sont orientés en sens …
Opposé
Loi d’Ohm :
Un conducteur ohmique R traversé par un courant I présente une … U à ses bornes, soit : …
Différence de potentiel
U = RI
Loi d’Ohm :
La caractéristique (i, u) d’un conducteur ohmique est une … qui passe par l’… et de coefficient directeur …
Droite
Origine
R
Loi d’Ohm :
Elle ne s’applique qu’aux … Elle ne concerne ni les … ni les …
Récepteurs passifs
Récepteurs actifs
Générateurs
Récepteur linéaire (E’, r’) :
Tension aux bornes d’un récepteur linéaire
UR = E’ + r’I
Où E’ est la force contre-electromotrice du récepteur
Récepteur linéaire (E’, r’) :
Schéma pour un moteur en tant que récepteur linéaire
Résistance d’un fil :
La résistance est la propriété d’un matériau à s’opposer au passage d’un …
La formule est :
Courant électrique
R = ρL / S
- ρ : résistivité (Ω.m)
- L : longueur (m)
- S : section (m^2)
Résistance d’un fil :
La résistance d’un fil est proportionnelle à sa … et inversement proportionnelle à l’aire de sa …
Plus un fil est long, plus sa résistance est …
Plus un fil est épais, plus sa résistance est …
Longueur / section
Grande / petite
Loi des noeuds :
Formule puis appliquer sur le noeud A
- Σ Ientrant = Σ Isortant
- I4 + I2 = I1 + I3
Loi d’additivité des tensions dans un circuit-série :
La tension aux bornes d’un ensemble de dipôles en série est égale à la … des tensions aux bornes de …
*Exemple : *Dans un circuit fermé, la … des tensions des récepteurs est égale à la … délivrée par le générateur
Somme / chacun d’eux
Somme / tension
Egalité des tensions dans un circuit-dérivation :
Des dipôles branchés en dérivation sont soumis à la …
Même tension
Loi des mailles :
Une maille est un parcours … dans un circuit électrique
La somme des tensions rencontrées quand on parcourt une maille est …
Fermé
Nulle
Loi des mailles :
Règle d’application : il faut imposer un … en respectant les conventions … ou …
Sens arbitraire
Récepteurs / générateurs
Donner l’intensité du courant :
UG - UM - UR = 0
soit E - rI - (E’ + r’I) - RI = 0
I = E-E’ / R+r+r’
Loi de Pouillet :
Permet de calculer l’… dans un circuit … en maille simple composé de générateurs et de récepteurs.
Formule
Intensité / série
I = ( Σ Ei- Σ E’i) / ( ΣRi + Σri )
Loi de Pouillet :
Donner l’intensité dans l’exemple suivant
I = E-E’ / R+r+r’
Association de résistance en série : formules
- Résistance équivalente à 2 résistances en série
- Résistance équivalente à n résistances en série
- Réq = R1+ R2=> U = UR1+ UR2
- Réq = nR
Association de résistances en série :
Schéma d’une résistance équivalente à 2 résistances en série
Association de résistances en dérivation (formules) :
- Résistance équivalente à 2 résistances en dérivation. Donner aussi U
- Résistance équivalent à n résistances en parallèle
- Réq = R1R2 / R1+R2 ou 1/Réq = 1/R1 + 1/R2
- U = UR1 = UR2
- Réq= R / n
Schéma d’une résistance équivalente à 2 résistances en dérivation
Circuit de 2 résistances en série :
Donner Réq, I, UR1 et UR2
- Réq = R1 + R2
- I = U / R1+R2
- UR1 = R1I = R1U / R1+R2
- UR2 = R2I = R2U / R1+R2
Puissance dissipée dans la résistance R1 et la résistance R2
- PR1 = R1I2 = R1U2 / (R1+R2)2
- PR2 = R2I2 = R2U2 / (R1+R2)2
Circuit de 2 résistances en dérivation :
Donner Réq, l’égalité des tensions, I1, I2
- Réq = R1R2 / R1+R2
- Egalité des tensions des 2 résistances en dérivation : UR1 = UR2 soit R1I1 = R2I2
- Loi des noeuds : I = I1+I2 = I1 + I1R1 /R2 = I1 ( R1+R2 / R2 )
⇒ I1 = R2I / R1+R2 et I2 = R1I / R1+R2
Circuit de 2 résistances en dérivation :
Puissance dissipée dans la résistance R1 et R2
- PR1 = R1I12 = R1R22I2 / (R1+R2)2
- PR2 = R2I22 = R2R12I2 / (R1+R2)2
Méthode de calcul de l’intensité :
Dans un circuit en dérivation, le produit RI reste … : l’intensité du courant est … à la résistance qu’elle rencontre
- Pour 2 résistances en dérivation : R1I1 = R2I2 ⇔ …
- Si R1 = R2 ⇒ …
- Si R1 = 2R2 ⇒ …
Constant / inversement proportionnelle
- I2/I1 = R1/R2
- I1 = I2 = I / 2
- I1 = R2I / R1+R2 = R2I / 2R2+R2 = I/3 et I2 = (2/3).I
Puissance électrique instantanée
P(t) = u(t)i(t)
Energie électrique instantanée
E(t) = u(t)i(t)∆t
Effet Joule et loi de Joule :
L’effet joule désigne le … qui accompagne le passage d’un courant dans tout … R. Pendant la durée Δt, un conducteur ohmique convertit intégralement toute l’… Wel qu’il reçoit sous forme d’un … Q suivant la loi de Joule :
…
Transfert thermique / conducteur ohmique
Energie électrique / transfert thermique
Wel = Q = RI2Δt
Loi de Joule
Wel = Q = RI2Δt
Puissance dissipée par l’effet Joule
Pj = RI2
Bilan énergétique pour un générateur_ :_
Un générateur de fem E et de résistance interne r, débitant dans un circuit un courant d’intensité I pendant une durée Δt, convertit une partie de l’énergie totale WT = … en … et en dissipe le reste par …
WT = EIΔt
Energie électrique Weℓ = UGIΔt
Transfert thermique Q = rI2Δt
Bilan énergétique pour un générateur :
Donner le bilan
WT = Weℓ + Q ⇔ EIΔt = UGIΔt + rI2Δt
Bilan de puissance du générateur
PT = Peℓ + PJ ⇔ EI = UGI + rI2
Rendement du générateur
ηG = Weℓ / WT = Peℓ / PT = UG / E
Sur les notions de WT et Weℓ:
Il faut distinguer l’énergie totale fournie par le générateur WTde l’… fournie par le générateur au …
Energie électrique
Circuit Weℓ
Bilan énergétique pour un générateur :
Bilan énergétique pour un générateur > Calcul d’intensité et de la puissance maximale d’un générateur
- Soit un générateur de tension continue de fem E et de résistance interne r. On branche ce générateur à un circuit extérieur consommant une puissance électrique
- On trouve le trinôme du second degré avec : …
- Le calcul du discriminant fournit la valeur de l’… débitée par ce générateur
- PT = Peℓ + PJ ⇔ rI2 - EI + Peℓ = 0
- Intensité
Bilan énergétique pour un générateur > Calcul d’intensité et de la puissance maximale d’un générateur
La puissance maximale électrique est défini quand … càd que l’intensité du courant I = … qui correspond à une puissance maximale disponible aux bornes égale à Pmax = …
- dPeℓ/dI = 0
- I = E / 2r
- Pmax = E2 / 4r
Bilan énergétique pour un récepteur actif
- UR = …
- Un récepteur actif de fcem E’ et de résistance interne r’ débitant dans un circuit un courant d’intensité I pendant une durée Δt convertit une partie de l’énergie électrique qu’il reçoit Weℓ = … en une partie sous forme d’énergie dite … Wu = … et en dissipant le reste par transfert thermique Q = …
- UR = E’ + r’I
- Energie utile
- Weℓ = URIΔt
- WU = E’IΔt
- Q = r’I2Δt
Bilan énergétique pour un récepteur actif
Donner le bilan
Weℓ = Wu + Q ⇔ URIΔt = E’IΔt + r’I2Δt
Bilan énergétique pour un récepteur actif
Donner le bilan de puissance du récepteur
Peℓ = Pu + PJ ⇔ URI = E’I + r’I2
Bilan énergétique pour un récepteur actif
Donner le rendement d’un récepteur actif
ηR = Wu / Weℓ = Pu / Peℓ = E’ / UR
Bilan énergétique pour un récepteur actif
- On appelle énergie utile la part d’énergie … convertie sous la forme :
- … pour une batterie en charge
- … pour un moteur
- Electrique
- Chimique
- Mécanique
Bilan énergétique pour un récepteur actif > Calcul d’intensité d’un récepteur actif
- Soit un récepteur actif de fcem E’ et de résistance interne r’. Il fournit une puissance utile Pu= … quand il est alimenté par une tension U et parcouru par un courant électrique I
- On a : UR = … soit le trinôme …
- Le calcul du discriminant fournit la valeur de l’… débitée par ce générateur
- Pu = E’I
- UR = E’ + r’I ⇔ r’I2 - URI + Pu = 0
- Intensité
Bilan énergétique d’un générateur en série avec un moteur
Donner tout d’abord le rendement total η
η = Pm / PT = E’ / E = ηG x ηM
