Fiche de révision : Lois des réseaux électriques continus

📋 Plan du Cours

1. Constitution des circuits électriques
2. Intensité du courant électrique
3. Tension et mesure électrique
4. Lois des réseaux électriques
5. Puissance électrique des dipôles

📖 1. Constitution des circuits électriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Dipôle : Élément électrique possédant deux bornes.
• Nœud : Connexion électrique entre au moins trois fils.

📝 Points essentiels

• Un circuit électrique élémentaire comprend:
  • un générateur
  • des fils conducteurs
  • au moins un récepteur
  • éventuellement un interrupteur

📌 Une branche est une portion de circuit comprise entre deux nœuds consécutifs, tandis qu’une maille est une portion fermée d’un circuit électrique.

📌 Des dipôles sont en série s’ils sont traversés par la même intensité, et en parallèle s’ils sont soumis à la même tension entre deux nœuds consécutifs.

📖 2. Intensité du courant électrique

★ À maîtriser

• Dans les métaux, le courant électrique est dû au mouvement des électrons, tandis que dans les liquides et les gaz il est dû au mouvement des atomes et des molécules.

📌 Le courant conventionnel sort par le pôle positif du générateur et rentre par son pôle négatif, tandis que les électrons se déplacent en sens inverse, du pôle négatif vers le pôle positif.

📐 Formule - L’intensité du courant vérifie $I=\frac{Q}{\Delta t}$, où I est en ampères, Q en coulombs et Δt en secondes.

Compléments

• La charge élémentaire d’un électron vaut qe = −1,6 × 10^-19 C.

• Les sous-unités de l’ampère sont:

  • le milliampère, avec 1 mA = 10^-3 A
  • le microampère, avec 1 µA = 10^-6 A
  • le nanoampère, avec 1 nA = 10^-9 A

📌 Un fléchage d’intensité est positif lorsque son orientation suit le sens conventionnel choisi et négatif lorsqu’elle lui est opposée.

💡 Astuce mémo

Courant conventionnel : du + vers le − ; électrons : du − vers le +.

📖 3. Tension et mesure électrique

🔑 Notions clés & Définitions

• Tension électrique : Différence des potentiels de deux points A et B, définie par $U_{AB}=V_A-V_B$ et représentée par une flèche pointant vers A.

★ À maîtriser

• Il n’y a pas de tension aux bornes d’un fil idéal car ses deux points ont des potentiels égaux.

• 🔄 Pour mesurer UAB: brancher le voltmètre en dérivation aux bornes du dipôle, placer la borne V sur A, placer la borne COM sur B

Compléments

📌 La très grande résistance interne d’un voltmètre fait qu’un branchement en série simule un interrupteur ouvert et impose une intensité nulle.

📖 4. Lois des réseaux électriques

★ À maîtriser

📌 Dans une maille, la somme algébrique des tensions rencontrées est toujours nulle. - Gustav KIRCHHOFF, 1845

📌 La tension est la même aux bornes de dipôles branchés en dérivation entre deux mêmes nœuds.

Compléments

📐 Formule - Dans une maille, une écriture possible de la loi des tensions est $U_1+U_e+U_3+U_4=0$.

💡 Astuce mémo

Maille : somme des tensions nulle ; dérivation : tension identique.

📖 5. Puissance électrique des dipôles

★ À maîtriser

📌 Avec la convention générateur, la flèche de tension est dans le même sens que celle de l’intensité, tandis qu’avec la convention récepteur les deux flèches sont en sens opposés.

📐 Formule - À chaque instant, la puissance fournie par un générateur vérifie $P_G=u_G\times i$.

📐 Formule - Lorsque la tension et l’intensité sont constantes, la puissance fournie par le générateur vérifie $P_G=U_G\times I$.

Compléments

📌 Avec la convention générateur, si uG × i > 0, le dipôle fonctionne effectivement comme un générateur, et avec la convention récepteur, si uC × i > 0, le dipôle fonctionne effectivement comme un récepteur.

💡 Astuce mémo

Générateur : flèches tension et courant dans le même sens ; récepteur : en sens opposés.

📊 Tableaux de synthèse

Branchements des dipôles