Fiche de révision : Électricité notions de base

📋 Plan du Cours

1. Courant et circuit élémentaire
2. Constituants du circuit électrique
3. Grandeurs électriques fondamentales
4. Dipôles énergie et puissance
5. Montages série et parallèle
6. Loi d’Ohm
7. Réseaux électriques
8. Lois de Kirchhoff

📖 1. Courant et circuit élémentaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Courant électrique : Correspond à l’écoulement de charges électriques dans un circuit.

📝 Points essentiels

📐 Formule — Lorsque le courant est constant, son intensité vérifie $I = \frac{\Delta Q}{\Delta t}$.

📌 Un circuit fermé permet la circulation du courant, tandis qu’un circuit ouvert l’interrompt.

💡 Astuce mémo

Circuit fermé = courant et lampe allumée ; circuit ouvert = pas de courant et lampe éteinte

📖 2. Constituants du circuit électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Générateur : Fournit l’énergie électrique à partir d’une autre forme d’énergie et sa tension disponible aux bornes permet l’établissement d’un courant.
• Interrupteur : Ouvre ou ferme le circuit et possède deux positions stables, ouverte ou fermée.
• Récepteur : Reçoit l’énergie électrique et la convertit en une autre forme d’énergie, comme de la chaleur, de la lumière ou de l’énergie mécanique.
• Conducteur : Transportent l’énergie et établissent les liaisons électriques entre les appareils.

📝 Points essentiels

• Une ampoule de lampe de poche peut être prévue pour une tension nominale de 3,5 volts et une intensité nominale de 200 milliampères.

💡 Astuce mémo

Générer → conduire → commander → recevoir

📖 3. Grandeurs électriques fondamentales

🔑 Notions clés & Définitions

• Intensité électrique : La quantité d’électricité qui traverse un conducteur ou un appareil par unité de temps.
• Tension électrique : La différence d’état électrique entre les bornes d’un dipôle, notée U ou u et mesurée en volts avec un voltmètre.

★ À maîtriser

• L’intensité se note I ou i, se mesure en ampères avec un ampèremètre branché en série, et $1\,\mathrm{A}=1\,\mathrm{C/s}$.

📌 Le sens conventionnel du courant va de la borne positive du générateur vers la borne négative dans la boucle extérieure.

Compléments

📐 Formule — La différence de potentiel entre les points A et B vérifie $U_{AB}=U_A-U_B$.

💡 Astuce mémo

Intensité = débit de charges ; tension = différence d’état électrique

📖 4. Dipôles énergie et puissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Dipôle électrique : Un élément électrique comportant deux bornes et susceptible d’être traversé par un courant.
• Puissance électrique : L’énergie électrique consommée par un dipôle en une seconde.

★ À maîtriser

📌 Dans un dipôle sans accumulation de charge, l’intensité du courant entrant par une borne est égale à celle qui sort par l’autre borne.

Compléments

• Les exemples de dipôles cités sont:

  • la résistance
  • l’inductance
  • la diode
  • le condensateur

• Le cours indique que $1\,\mathrm{Wh}=3600\,\mathrm{J}$.

📖 5. Montages série et parallèle

★ À maîtriser

📌 Dans un montage en série, l’intensité est identique dans tous les constituants et la tension du générateur est égale à la somme des tensions des récepteurs.

📐 Formule — Pour deux lampes en série, la relation des tensions est $U=U_1+U_2$.

📌 Dans un montage en parallèle, l’intensité du générateur est égale à la somme des intensités des branches et le générateur impose la même tension à chaque branche.

📐 Formule — Pour deux branches en parallèle, les relations sont $I=I_1+I_2$ et $U=U_1=U_2$.

Compléments

• Si deux lampes strictement identiques sont montées en série, chacune reçoit la moitié de la tension du générateur.

💡 Astuce mémo

Série : même intensité ; parallèle : même tension

📖 6. Loi d’Ohm

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour une résistance, la loi d’Ohm est $U=R\times I$, avec les formes équivalentes $R=\frac{U}{I}$ et $I=\frac{U}{R}$.

• Dans la loi d’Ohm, R se mesure en ohms, U en volts et I en ampères.

Compléments

• Une résistance de 5 Ω traversée par un courant continu de 2 A possède une tension de 10 V à ses bornes et une puissance de 20 W.

💡 Astuce mémo

URI : U = R × I

📖 7. Réseaux électriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Réseau électrique : Un ensemble d’éléments électriques reliés entre eux et susceptibles d’être parcourus par des courants électriques.
• Branche : Un ensemble de dipôles placés en série entre deux nœuds.
• Maille : Un ensemble de branches constituant une boucle fermée.
• Dipôle linéaire : Un dipôle dont la relation entre la tension à ses bornes et le courant qui le traverse est décrite par une équation linéaire à coefficients constants.

📖 8. Lois de Kirchhoff

★ À maîtriser

📌 La loi des nœuds affirme que la somme des courants entrants dans un nœud est égale à la somme des courants sortants.

📐 Formule — Pour des résistances en série, la résistance équivalente vérifie $R_{\mathrm{équivalente}}=R_1+R_2+R_3$.

📌 La loi des branches indique que la tension aux bornes d’une branche est la somme algébrique des tensions de ses éléments en tenant compte de leur orientation.

📌 La loi des mailles impose que la somme algébrique des tensions rencontrées lors d’un tour complet d’une maille fermée soit égale à zéro.

Compléments

📐 Formule — Pour trois résistances en parallèle soumises à la tension V, le courant total vérifie $I=V\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}\right)$.

• 🔄 Pour appliquer la loi des mailles: choisir un point et un sens de parcours, attribuer un signe aux tensions selon leur orientation, additionner les tensions pour obtenir zéro

• Dans une maille où V1=15 V et V2=10 V, la relation V1=V2+V3 donne V3=5 V.

💡 Astuce mémo

Nœud : courants ; branche : tensions ; maille : somme nulle

📊 Tableaux de synthèse

Montages série et parallèle