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Nom original: Chapitre 1 - Introduction et rappel.pdf
Titre: Chapitre 1 - Introduction et rappel
Auteur: GMARTIN

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Chapitre 1 – Introduction et
rappel
Electronique analogique Théorie

Gilles MARTIN - HEL - IS - Chapitre 1 : Introduction et rappel

1

Loi d’Ohm
= .
• U est la tension et est exprimée en Volts (V)
• R est la résistance et est exprimée en Ohms (Ω)
• I est le courant et est exprimée en Ampères (A)

Gilles MARTIN - HEL - IS - Chapitre 0 : Introduction et rappel

2

Convention générateur-récepteur
Générateur

Récepteur

« (un dipôle qui) fournit de l'énergie
électrique dans un circuit »

« reçoit l'énergie électrique dans
un circuit »

Le courant et la tension sont
fléchées dans le même sens.
Le courant va du + vers le -.

Le courant et la tension
fléchées en sens opposé

Gilles MARTIN - HEL - IS - Chapitre 0 : Introduction et rappel

sont

3

Appareils de mesure
• Ampèremètre mesure l’intensité du courant et se place en série dans
le circuit électrique.
• Le voltmètre mesure la différence de potentiel entre deux points du
circuit électrique et se place en parallèle.

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4

Appareils de mesure – réglage du multimètre
Grandeur à
mesurer

Tension électrique

Courant électrique

Montage

Dérivation = en parallèle

en série

• Tension
• Valeur efficace • Courant continu • Valeur efficace
continue
d’une tension • Valeur moyenne
d’un courant
• Valeur moyenne
alternative
d’un courant
alternatif
Type de mesure
d’une tension
variable
alternative

Position

DC

AC

DC

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AC
5

Puissance - énergie électrique – effet Joule
Puissance

= .

= .

=

• P est la puissance et s’exprime en Watts (W)
• La puissance dissipée dans une résistance est intégralement transformée en chaleur – c’est l’effet
Joule
Energie

= .

• W est l’énergie et s’exprime en Watt.heure (Wh) ou en Joules (J)
1Wh = 3600 J

1kWh = 3,6 106 J

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6

Lois de Kirchhoff
• Loi des nœuds1
« A un nœud, la somme des courants
entrant est égale à la somme des
courants sortant »

+

=

+



1 Un nœud est un point de circuit où aboutissent

plusieurs branches

• Loi des mailles2
« Dans une maille, la somme
algébrique des tensions est nulle »



=0

2 Un

nœud est un point de circuit où aboutissent
plusieurs branches

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7

Exercice
Dans le montage de la figure ci-contre :
a. Déterminer la valeur des tensions
et intensités manquantes,
b. Calculer la puissance absorbée par
chacune des résistances,
c. Calculer la valeur de chacune des
résistances

Réponse :
= 6 ;
= 1,1 ;
= 3Ω;
=3 ;

= 2 ;
=5 .
= 0,7 ; = 0,1 .
= 8,6Ω;
= 6,7Ω;
= 50Ω;
= 10Ω.
= 4,2 ; = 0,6 ; = 0,5 ; = 1,6 .

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8

Code couleur et
puissance maximale
des résistances

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Limite d’utilisation d’une résistance

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10

Association de résistance
• Série

• Parallèle

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11

Cas particulier – deux résistances parallèles

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12

Exercice
1 . Sur le schéma ci contre, calculer R et
déterminer la puissance fournie par la pile.

Réponse
P = 18W; R = 7,5Ω
2. Une batterie d’accumulateurs de 12V a
une charge de 60Ah. Elle alimente 2 lampes
de 45W montées en parallèle. Calculer :
a. L’intensité du courant consommé par
chacune des lampes
b. La durée au bout de laquelle la batterie
sera complétement déchargée
Réponse
I = 3,75 A ; t = 8h.

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13

Exercice
1. Dans le montage de la figure ci-contre :
a. Déterminer la résistance équivalente du
circuit,
b. Calculer le courant total débité par le
générateur de tension, (r est négligeable)
c.

Indiquez le sens du courant

Réponse
Req = 7 Ω ; Itot = 1,14 A .

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14

Exercice
2. Déterminer la résistance équivalente du circuit

3. On dispose de trois résistances de 1 000Ω.
En les associant, comment peut-on réaliser
une résistance de :

Réponse

a) 3000 Ω ?

Req = 3,56 Ω

b) 333 Ω ?
c) 1 500 Ω ?

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15

Loi de Pouillet
• La loi de Pouillet permet de calculer la résistance d’un conducteur par
la relation suivante
#
= "
$





R est la résistance en Ohms (Ω)
L la longueur du conducteur (m)
S la section du conducteur (m²)
ρ est la résistivité du conducteur (Ωm)

• Un matériau peut être caractérisé par sa conductivité γ. Cela
correspond à l’inverse de la résistivité
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Loi de Pouillet
• La résistivité dépend de la température :
ρ = ρ0(1 + α0.θ)





ρ est la résistivité du matériau et est exprimée en m
ρ0 est la résistivité du matériau à 0C et est exprimée en m
α0 est le coefficient de température et est exprime en °C-1
θ est la température et est exprimée en degré Celsius.

• La résistance des conducteurs non métallique (carbone et semi-conducteur)
diminue avec la température
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Diviseur de tension
• Le montage est constitué de deux résistances
en série
• Le courant qui traverse les deux résistances
est égal à :
=

+

=

Il vient donc que

=

+

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Montage potentiomètrique
• Un potentiomètre est une résistance
variable possédant trois bornes :
• deux correspondent aux extrémités du
corps de la résistance,
• une correspond au curseur qui frotte
sur le corps.
• En faisant varier la position du curseur, on
obtient une tension de sortie :
• Nulle (en B).
• Égale à U (en A).
• Comprise entre 0 et U (en position intermédiaire).

Le montage potentiomètrique permet d’obtenir une tension variable en C
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19

Diviseur de courant
• On peut déterminer I en calculant la résistance
équivalente du circuit
%

=

&' .&(
&' )&(

et

=

%.

et

=

+

On trouve alors que
Et
Ce qui revient à

et

=

+

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20

Exercice

Réponse :
= 50* ;
= 4,4 ;

= 2,4 +;

&'

= 6 ;

= 968

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Générateur de tension réel
Dans un générateur réel, lorsque l'intensité débitée
par le générateur augmente, la tension à ses bornes
diminue.
La chute de tension en charge est due à la résistance
interne r du générateur

-=

Le schéma équivalent d’un générateur revient donc
à une source de tension parfaite en série avec une
résistance.
/ = − -.
En pratique cette résistance doit être la plus petite
possible
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22

Exercice

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23

Le condensateur
• Lorsqu'un condensateur est chargé sous une tension U:
• L'armature A porte la charge positive +Q.
• L'armature B, la charge négative -Q.

• La quantité de charges Q emmagasinée par un condensateur est
proportionnelle à la tension U, par un facteur C qui représente la
capacité d’un condensateur. Elle s’exprime en Farad
0=

1
(F)
2

et

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24

Groupement de condensateurs
Parallèle

Série

1
1
1
1
= + + +⋯
06 0
0
0

0% = 0 + 0 + 0 + ⋯

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Charge et décharge du condensateur
Le condensateur est déchargé au moment du branchement. À la
mise sous tension (10V), on mesure la différence de potentiel aux
bornes du condensateur. On remarque :
• La courbe de charge d'un condensateur est une exponentielle.
• Au bout d'un certain temps, la tension uc ne varie plus, le
condensateur maintenant est chargé.
Le temps de charge du condensateur dépend de la résistance
série R et de la capacité du condensateur.
τ = .0
On observe les mêmes caractéristiques lors de la décharge

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