Symbolisation des composants et appareils. 

	résistances
	diode     diode Zener
	ampli OP
	interrupteur
	masse
	terre
	lampe
	condensateur
	bobine ou inductance
	pile ou générateur de courant continu

  

  Conducteurs.

Un conducteur électrique est un élément qui conduit l'électricité, c'est-à-dire qui permet le déplacement des charges électriques.

Tous les conducteurs ne sont pas aussi "bons" , on a donc défini la résistance R. Plus la résistance est grande, moins le déplacement des charges dans le conducteur est aisé;
par extension, on appelle résistance un dipôle ( = deux bornes ) passif de résistance R.

Il existe des résistances variables :

- le rhéostat qui présente deux bornes un curseur pouvant augmenter la résistance donc diminuer l'intensité.

- le potentiomètre possède trois bornes permet de faire varier la tension entre la borne médiane et une borne extrême.

- la thermistance dont la résistance varie avec la température;

- la photo résistance dont la résistance diminue avec l'augmentation de l'intensité lumineuse.

  Courants. 

Dans un conducteur d'électricité, un déplacement de charges, positives ou négatives donne lieu au courant électrique .

Le sens de ce déplacement est conventionnellement celui des charges positives; 

                   

L'intensité du courant est notée I, elle se mesure en ampères ( A)  lorsque le courant est continu, la formule est:

I = Q / /\t      en A

Q est la charge en Coulomb (C), /\t en seconde est un intervalle de temps.

  Tensions.

La tension entre deux points d'un circuit est la différence de potentiel entre eux. Elle est à l'origine d'un courant lorsque ces points sont reliés entre eux par des conducteurs.

La tension est notée U et se mesure en volts ( V ):

U =  R . I  

Cette loi s'appelle la loi d'Ohm.

  Sources de courant.

Ce sont des dipôles qui délivrent un courant.
Il existe des sources de courant continu comme les piles et des sources de courant alternatif comme le secteur qui délivre une tension de 220V, 50 Hz. ( 50 Hz est la fréquence )

Ces sources sont souvent appelées alimentation et générateur.
Elle ont pour symbole :  

       

 

 

On parle de convention générateur quand le sens du courant est noté plus lorsqu'il sort de la source de courant et de convention récepteur lorsqu'il est noté plus lorsqu'il rentre   dans cette source.

  Sources de tension.

Une source de tension est notée :           

Un générateur de tension idéale est un générateur qui maintient entre ses bornes une tension constante (ce qui ne veut pas dire continue ), ce qui n'est pas le cas d'une pile qui baisse rapidement.

  Mesures et appareils.

La résistance se mesure en Ohm , symbole oméga., au moyen d'un ohmmètre.

- L'intensité du courant se mesure en Ampères (A) avec un ampèremètre symbolisé par  :

L'ampèremètre se branche en série  ( = à la file ) dans le circuit car l'intensité est partout la même dans tous les éléments en série.

résistances en série

- La tension se mesure en Volt (V) au moyen d'un voltmètre qui doit se brancher en dérivation ou parallèle ( = sur une branche auxiliaire ) du circuit entre les deux points dont on veut mesurer la différence de potentiel.

  résistances en parallèle

Il est symbolisé par :

Le voltmètre possède une très forte résistance interne ( impédance notée Z ) afin que très peu de courant puisse y circuler : de cette façon les mesures ne seront pas faussées par sa présence.

l'ampèremètre mesure l'intensité dans tout le circuit, alors que le voltmètre ne mesure la tension que dans la résistance aux bornes de laquelle il est branché, il faut donc le déplacer pour mesurer la tension aux bornes de l'autre résistance.

  Les dipôles.

On appelle dipôle un élément du circuit électrique qui possède deux bornes.

Il peut être passif comme une résistance, un condensateur, une bobine ou bien actif comme une source de courant ou un amplificateur opérationnel.

  Les condensateurs.

Ce sont des dipôles qui possèdent deux lames ( armatures ) conductrices séparées par une fine couche d'isolant ( diélectrique ).
Ils ne laissent pas passer le courant quand le circuit est fermé. Si on ouvre l'interrupteur, alors que la source ne délivre plus de courant dans le circuit, on observe un courant de sens inverse de celui qui aurait du circuler pendant un temps plus ou moins long.

Tout se passe comme si le condensateur emmagasinait du courant : charge puis le restituait ensuite c'est la décharge.

Cette charge emmagasinée sous un tension U est notée Q.

On définit la capacité C du condensateur :

     C = Q /U  en Farad (F).

L'énergie du condensateur chargé est : 

                        E = 1/2 C.U ²

  Les bobines ou inductances.

Un courant passant dans une bobine crée un champ

  B = µ₀ N I / l en tesla ( T ).
avec n = nombre de spires, l = longueur de la bobine, I l'intensité .

Ce champ est crée car la bobine s'oppose aux variations du courant du circuit dans lequel elle est insérée.

Le flux est :  Ø = B . S  
avec S = surface perpendiculaire de la bobine

Si on ouvre le circuit, on observe un courant de sens inverse pendant un bref laps de temps qui est dit induit . Ce courant est produit par la bobine car elle cherche à compenser l'arrêt de l'alimentation.

Pour une bobine on définit l'inductance  L = Ø / I  en henry ( H )

L'énergie que prend la bobine est    E = 1/2 L . I ²

  Lois d'électricité.

• soit un circuit avec des éléments en parallèle et des éléments en série, on mesure la tension aux bornes  de chacun des éléments.

La tension totale aux bornes du circuit sera la somme de toutes les tensions.

si R2 = R3, on voit que i2 = i3, sinon, il faut utiliser la loi d'Ohm :

i2 = UDC / R2   et  i3 = UDC / R3

soit i = UDC ( 1 /R2 + 1 /R3 )

la tension aux bornes de la pile est UAB .
UAB = UAC + UBC

C'est la loi des mailles : une maille est une boucle du circuit, elle commence et se finit au même point et ne passe qu'une seul fois par un élément du circuit : elle peut elle-même être formée de plusieurs mailles, ainsi, le circuit dans sa totalité est lui-même une maille.
La somme des tensions aux bornes  des branches d'une maille est nulle.

• Le courant i est le même partout sauf dans les branches en dérivation ( parallèle) où il se partage.

C'est la loi des noeuds : un noeud   est un point de jonction de plusieurs branches du circuit. En ce point, la somme des intensités des courants qui arrivent est égale à la somme des intensités des courants qui en partent.

ici  ; i1 + i2 + i3 = i4  car  i1 + i2 + i3 + i4 = 0

• Les associations de résistances : à connaître

en série	les résistances s'ajoutent R = R1 + R2 + ... + Rn
en parallèle	l'inverse de la résistance totale est la somme de l'inverse de chaque résistance 1 /R = 1 /R1 + 1 /R2 + .. +Rn