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---

IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité

Electricité
Objectifs :

L’élève sera capable de :
d’utiliser correctement le vocabulaire et les termes utilisés en électricité;
de comprendre les loi de base et appliquer correctement les formules
...
V 2009

- 1 Cours d’électricité

Sommaire
La production de l’électricité -------------->> 2 – 6 EXT
Constitution de la matière ----------------->> 7 – 14 EXT
Circuit électrique ----------------------------->> 15 – 17 CM
Tension ------------------------------------------>> 18 – 22 CM
Courant électrique --------------------------->> 23 – 25 CM
Résistance ------------------------------------->> 26 – 32 CM
Loi de Pouillet --------------------------------->> 33 – 37 CM
Loi d’Ohm --------------------------------------->> 38 – 42 CM
Energie – Puissance – Joule ---------------->> 43 – 47 CM
Rendement ------------------------------------------>> 48 EXT
U et I dans les circuits -------------------->> 49 – 53 Ext
Groupement des résistances ------------->> 54 – 60 CM
Piles et accumulateurs ------------------------->> 61 - CM

3e P
...
V 2009

3e P
...

Voyons-en quelques-unes
...
(électricité statique)
Une latte en plastique frottée sur du tissu attire des petits
bouts de papier
...

Le frottement d’un pull sur la peau
...
(orage)
- Par lumière : (courant continu)
Transformation de l’énergie du soleil en électricité
...
(courant continu)
Piles et batteries
...
(courant continu)
L’alternateur dans la voiture ou dans la
centrale électrique
...
(courant continu)
Thermocouple
...
(courant continu)
Tourne disque,
piézo-électrique
...
est produite dans les
centrales électriques
...
V 2009

3e P
...
(vapeur ou eau)

Constitution
...


L'alternateur : appareil qui en tournant produit de l'électricité
...


Remarque : on peut dire que le vélo est une petite centrale électrique
...
V 2009

3e P
...

Si la turbine est propulsée par de l’eau, on l’appellera centrale hydroélectrique
...

Centrale hydroélectrique
...


* Centrale à accumulation : Elle utilise l’eau
accumulée dans un lac, en altitude
...


Centrale thermique
...

Pour chauffer l’eau dans la chaudière, on utilise :
- soit du charbon ;
- soit du mazout ;
- soit du gaz ;
-…

* Centrale thermique nucléaire : même principe de fonctionnement que pour la
centrale classique mais pour chauffer
l’eau on utilise l’énergie nucléaire
...
V 2009

3e P
...

1
...

2
...
(augmentation)
3
...

4
...

5
...

6
...


Dans la centrale (1), des turbines entraînent des alternateurs qui produisent de
l'électricité
...
Plus la tension est élevée, moins il y a de pertes durant le transport
...

Par des lignes à moyenne tension (5) l'électricité est amenée aux gros consommateurs (industrie) et aux
postes de transformation (6) installés dans les villages et les quartiers de villes, où sa tension est encore une
fois abaissée à 220/380 volts, avant de parvenir aux utilisateurs
...

1
...

1
...


3
...


5
...


2
...

3
...

4
...

5
...

6
...


...
Cite les éléments principaux qui constitue la centrale électrique
...
et l’
...
V 2009

- 6 -

3e P
...
A quoi sert l’alternateur ?
L’alternateur sert à
...
A quoi sert la turbine ?
La turbine sert à
...
Quelles énergies utilisent t-on pour faire tourner la turbine ?
On utilise soit
...

11
...

La centrale
...

12
...

Centrale thermique : énergie de
...
Qu’utilise t-on comme énergie pour chauffer l’eau dans une centrale thermique classique ?
-
...
Quelle est la différence entre une centrale thermique classique et une centrale nucléaire ?

...


15
...


IDB Val d’Or

- 7 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Constitution de la matière
...

Ceci est une lampe de poche
...

- d'un réflecteur
...

- d'un interrupteur
...
car il manque une …………………………

Lorsque tu auras placé cette
...
Pour faire fonctionner la lampe, il faut dont une pile
...


Mais qu'est ce que l'électricité ?
2° Constitution de la matière
...

Il s'agit de l'atome
...

- d'un ou plusieurs électrons qui sont négatifs(-)
...

L'électrons (-) est attiré par le noyau (+),
mais ne vient pas s'y coller car il y a une force
centrifuge qui l'éloigne du noyau
...

Noyau (+)

Orbite

Force centrifuge : ……………………………………………………………………………………………………………………………………
...
V 2009

3e P
...

Prenons deux exemples:
L'atome de cuivre

L'atome de carbone

Observe bien ces deux atomes
...
d'électrons sur leur dernière couche
...

Ceci est important pour la suite du cours
...

(c’est le cas du cuivre)
On appelle celui-ci: électron-libre
...

Il va alors essayer d'attirer un autre électron-libre dans son
voisinage ou sur un autre atome proche
...


Il y a donc dans toute matière, des électrons libres en mouvement
...
V 2009

3e P
...


Il y a un échange d’électrons libres entre
les atomes
...


- dans des sens contraires
...


Ce déplacement d'électrons s'amplifie si:
-

on frotte le matériau
...

on le presse
...


Tu vas maintenant réaliser quelques expériences
...

Pour cette première expérience, il te faut un stylo bille et un petit morceau de papier
...

1
...

2
...

Que vois-tu ? (Souligne la bonne réponse)
a
...

b
...

Essai 2
...
Maintenant, frotte le stylo énergiquement sur ton pantalon pendant quelques secondes
...
Approche le stylo lentement du papier
...
il ne se passe rien
...
le papier s'éloigne du stylo
...
le papier vient se coller sur le stylo
...
V 2009

- 10 -

3e P
...

⇒ Au départ, les deux éléments (papier et stylo) ont leurs atomes équilibrés, donc rien ne se
passe
...


Même potentiel électrique

⇒ Lorsque tu as frotté le stylo sur ton pantalon, tu as amplifié l’échange d’électrons libres
...

Potentiel électrique
différent

Il y a donc maintenant plus d’électrons libres dans le papier que dans le stylo
...


Lorsque tu as approché le stylo du papier, un équilibre s’est créé entre les électrons libres du
stylo et du papier
...

Réfléchissons un peu
...
du
...


IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité
Où y avait-il le plus d’électrons libres ? Dans le
...
(voir page 6)
Donc qui est le plus négatif, le stylo ou le papier ?
C’est le
...
car il possède plus
d’électrons libres
...

Les électrons se sont déplacés du stylo qui avait une charge électrique négative vers le papier qui
avait une charge électrique positive
...

Ceci est ce que l’on appelle l’électricité (statique)
L’électricité est donc le déplacement d’électrons libres du négatif (-) vers le positif (+)
...

Prenons maintenant 2 sphères (boule creuse) d’acier
...
Elle sont au même potentiel électrique
...


Il y a maintenant une différence du nombre
...

L’une est positive et l’autre négative
...
(voir expérience n°1)

IDB Val d’Or

- 12 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Et si sur ce conducteur je raccorde une petite lampe, celle-ci va fonctionner un très court
instant (le temps de l’échange d’électrons libres entre les deux sphères
...
000
km/s
...
entre les deux sphères
...

Pour créer cette constante différence de nombre d’électrons (ou de potentiel électrique), nous
allons comme précédemment pour la lampe de poche, utiliser
une
...

- et une borne
...

une différence du nombre d’électrons- libres
...
(effet chimique voir page 1 du cours)
Si je raccorde un conducteur (et une lampe) entre les deux bornes de la pile, le surplus d’électrons
libres de la borne - vont être attirés par la borne +
...
de la borne ……
...

et donc un courant électrique
...


Fonctionnement de la pile, voir « les effets du courant électrique » plus loin dans ce cours
...
V 2009

3e P
...


Les


...
,

du


...


Il y a donc un d’é
...
vers le


...


Questionnaire
1
...

2
...

- de l’électron
...
Que font les électrons ?
4
...
Qu’est ce que la force centrifuge ?
6
...
Quel est le nombre d’atomes sur la dernière couche pour le cuivre ?
8
...
Représente et explique ce qui se passe dans un conducteur (non raccordé!)
10
...
Que se passe t-il lorsque deux objets sont au même potentiel ?
12
...
Qu’est ce que l’électricité ?
14
...
Représente et explique ce qui se passe dans un conducteur raccordé à une pile
...
V 2009

3e P
...


IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité

Le circuit électrique

(CM)

* Constitution
...

1
...
)
2
...
les conducteurs : éléments qui relient électriquement le générateur et le récepteur
(conducteurs, BP, interrupteur,
...
les protections : qui doivent interrompre le passage du courant en cas de court-circuit ou de
surcharge (fusibles, disjoncteurs)
* Représentation
...

Nous avons vus que chaque atome a un nombre
...

Les atomes de certains matériaux gardent jalousement leurs électrons;
d'autres en perdent facilement un ou plusieurs, qui circulent alors librement d'un
atome à l'autre
...

Dans le deuxième cas, les électrons se déplacent plus facilement, ce sont les conducteurs
...


Exemples : - conducteurs : cuivre, aluminium, laiton,
...

- isolants : PVC, caoutchouc, papier, tissus, verre, sable,
...

Isolants : matériaux qui ne conduisent pas le courant électrique
...
V 2009

3e P
...


Fermé = Fonctionne
...

* Montage série & parallèle
...

a) Montage en série
...

( les Sorties sont raccordées avec les Entrées)

Exemple : I

H1 ET H2 ET H3

E

L

S

(un interrupteur qui commande trois lampes en série)

E

S

E

S

N

Applications de la mise en série
...
En effet, chaque ampoule est prévue pour fonctionner avec une tension d’une dizaine de volts
...

- Groupement de générateurs : Pour brancher des éléments d’accumulateurs en vue de former une batterie,
il faut les brancher en série
...

- Diviseur de tension : On utilise des résistances en série pour abaisser la tension
...
V 2009

3e P
...
( Fonction OU )

Des récepteurs sont montés en parallèle lorsque les deux extrémités de chaque récepteur
sont raccordées entre elles du même côté chaque fois
...

- Raccordement des lampes et prises de courants dans les installations domestiques, …
...
Citer les différents constituants d'un circuit électrique
...
Qu'est ce qu'un conducteur + exemples ?
3
...
Pourquoi certains matériaux sont conducteur et d'autres isolants ?
5
...

6
...
Exercices
...
(1 interrupteur I1 qui commande la lampe H1 en série avec la lampe H2)
2° I1 ET I2

H1 ET H2

8
...

9
...
Exercices
...
Donner un exemple d'utilisation du montage en parallèle
...
V 2009

3e P
...
d
...


Dans le premier
exemple, les deux bacs
sont à la même hauteur
...


Il n’y a pas de circulation
d’eau
...
Lorsque je
vais ouvrir la vanne, que va t-il
se passer ?
L’eau va


...


de

IDB Val d’Or

- 19 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
En effet, si nous
voulons qu’il y ait
circulation d’eau
entre les deux
bacs, il faut qu’il
y ait une
différence de
niveau h entre
ceux-ci
...
Quand la vanne sera ouverte, c’est cette différence de pression qui sera à
l’origine du débit d’eau du bac A vers le bac B
...

De même, en électricité, pour qu’un courant circule dans un circuit, il faut qu’il y ait une différence de
pression électrique à ses extrémités,
appelée DIFFERENCE DE POTENTIEL ou LA TENSION au bornes du circuit
...

En électricité, pour mesurer la tension ou D
...
P, on utilise un voltmètre que l’on raccorde en parallèle
...


V

Mesure de la tension aux
bornes de la lampe
...


L’unité de la tension électrique est le VOLT
...

BT = Basse Tension de 48 à 1000 Volts
...

Tension du réseau : 220 V et 380 V
...
± 3 V
...
V 2009

3e P
...


Unité de mesure de la tension ou ddp : le Volt
...

Multiple : le kilovolt
...

Sous-multiple : le millivolt
...

Mesure : avec un voltmètre placé en parallèle
...


Nous le savons maintenant très bien, l'électricité est un déplacement d'électrons libres dans un même
sens
...

Pour maintenir cette différence du nombre d'électrons, on utilise un générateur
...
V 2009

3e P
...

(pile, batterie) (effet chimique)

⇒ soit en faisant tourner une bobine de fil de cuivre
dans un aimant (Alternateur, dynamo,
...
Les électrons
se déplacent toujours dans le même
sens du - vers le +
...
Les électrons
se déplacent alternativement
(50x/seconde) du - vers le + et du + vers le -
...
B: Il y a d'autres moyens de produire de l'électricité
...
)
Fonction du générateur
Le générateur a deux pôles où sont concentrées les charges de noms contraires
...

C’est à dire qu’il y a toujours plus d ’électrons à la borne - qu’à la borne +
...

- Le générateur (pôle +) agit comme une pompe à électrons, qui aspire et refoule ensuite
...


Force électromotrice (fem)
...

Cette force est appelée : force électromotrice (fem)

-

+

IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité
Il y a donc toujours une différence du nombre d'électrons aux bornes du générateur et donc du circuit
...

Pourquoi la borne - est-elle négative et la borne + positive ?
Parce que, grâce à l'action chimique interne de la pile, les électrons libres affluent à la borne négative (-)
et que, de ce fait, il y a plus d'électrons à la borne - qu'à la borne +
...


Questionnaire
1) Qu’est ce que la tension ou d
...
p électrique ?
2) Que veut dire d
...
p ?
3) Avec quel appareil mesure t-on la tension électrique ?
4) Donne : - le symbole du voltmètre
...

- un exemple de mesure aux bornes de 3 lampes en parallèle et du générateur
...
d
...

8) Qu’est ce que la fem ?
9) Pourquoi la borne - est-elle négative et la borne + positive ?

IDB Val d’Or

- 23 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Le courant électrique
...

Nous avons vu que le courant électrique est un
...


Il y a donc un mouvement ordonné des électrons libres dans
la matière
...


Ce déplacement d’électrons va créer des réactions appelées : effets du courant
électrique
...

Le déplacement d'électrons libres dans le conducteur va créer des réactions qui elles-mêmes vont
engendrer des effets qui dans certaines conditions nous donneront soit de la chaleur, de la lumière,
du magnétisme,
...
Effet calorifique
...
Celui-ci
varie en fonction de la quantité de courant circulant dans le fil
...

Utilisations : tous les appareils électriques servant à donner de la chaleur, protection des
installations électriques par fil fusible (voir cours de technologie « dangers du
courant électrique »)

IDB Val d’Or

- 24 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
2
...

Quand beaucoup de courant électrique circule dans un
conducteur trop petit pour y faire circuler autant de courant,
il y a une forte augmentation de température provoquant
le rougissement et même le blanchissement du conducteur
...

Utilisations : les lampes à incandescence
...
Effet magnétique
...

De même, si j'interromps le passage du courant, il n'y a plus d'aimantation
...

Utilisations : sonneries, relais, grues de levage, disjoncteurs, ouverture de porte, télérupteur,
...
Effet chimique
...
électrolyse
...


Utilisations: électrolyse des métaux ( chromage, nickelage,
...
pile, batterie
...


IDB Val d’Or

- 25 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Rem
...

Il y a donc fabrication de courant électrique
...


5
...

Lorsque le courant électrique circule
dans le corps humain, il y a des contractions des muscles ±importantes suivant l'intensité de
courant
...

Complète le tableau
...
V 2009

3e P
...

Prenons
l’exemple d’un bac
d’eau placé en
hauteur

Le nombre de gouttes d’eau qui passe en un point de la canalisation et appelé :
le débit
...


L'intensité du courant électrique est le nombre d'électrons libres qui circule en 1 seconde dans
un conducteur
...


Pour mesurer le débit de l’eau dans une canalisation, on place un compteur
dans le circuit
...

Ce qui nous donne
...
V 2009

3e P
...


Physicien français 1775-1836
...


Exemples : écouteur téléphonique : 0,02A
...

Fer à repasser : 4A
...


* Les différents types d'ampèremètres
...


Ampèremètre électromagnétique
...

Unité de mesure du courant : l'Ampère
...
Exemples : Un courant d'une intensité de 5A I = 5 A
...

16A I = 16 A
...
KA = 1000 A
...
mA = 0,001 A
...


IDB Val d’Or

- 28 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Questionnaire
1
...

2
...

3
...
Que se passe t-il lorsqu’un courant électrique circule dans un conducteur ?
5
...
Que se passe t-il lorsqu’un courant électrique circule dans un conducteur, isolé, bobiné
autour d’une partie métallique ?
7
...
Que se passe t-il lorsqu’un courant électrique suffisant circule dans le corps humain ?
9
...
Avec quel appareil mesure t-on l’intensité d’un courant électrique ?
11
...

- la manière de le raccorder
...

12
...
V 2009

- 29 -

3e P
...

Tandis que les atomes d’autres matières retiennent ces électrons, ce sont les …………………………………………………………
...

Toute matière présente une certaine opposition au courant électrique, celle-ci pouvant être forte ou
faible : cette opposition est appelée résistance
...

Les matières à résistance faible abandonnent facilement des électrons libres
...


La résistance est une opposition au courant électrique
...


En se déplaçant, les électrons heurtent les atomes du conducteur, cette collision provoque un
échauffement du conducteur
...


IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité
Voici ce qui se passe dans un conducteur soumis à une d
...
p
...

Ils sont sans cesse
captés puis relâchés
par les atomes
...


IDB Val d’Or

- 31 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Pour mesurer la résistance d’un conducteur
ou d’un composant électrique, on utilise un ohmmètre
(hors tension) que l’on raccorde aux bornes ou extrémités
de ce que l’on veut vérifier
...

(

Ω ) (omega)

Symbole : R
...
000 Ohms
...
000
...
000
...


Facteurs qui influencent la résistance
...

La résistance d'un objet quelconque, par exemple celle d'un fil conducteur, dépend de quatre facteurs qui
sont les suivants :
- sa matière - sa longueur - son diamètre - sa température

1
...
) :
Certains matériaux perdent
plus facilement des électrons
que d'autres
...


Matériau qui perd facilement
des électrons
...


La longueur du matériau :

Plus le morceau de matériau utilisé
est long, plus les électrons libres
sont arrêtés par les atomes
...
V 2009

- 32 -

3e P
...


La section du matériau :

Plus la section du matériau
utilisé est grande plus grand
sera le nombre d'électrons
libres en mouvements
...
Au
moment où vous branchez
l'ensemble sur une pile sèche,
il se produit un certain courant
électrique
...
Vous voyez que le fil
conducteur choisi est de très faible diamètre (0,25 mm), Si vous remplaciez ce fil par un autre de la
même longueur mais d'une section deux fois plus grande que celle du premier, le courant doublerait
...

Plus la section d'un conducteur est grande, plus la résistance est faible
...


4
...

Pour la plupart des matières, la résistance augmente avec la température
...
Ceci s'explique
par le fait que l'élévation de la température d'une matière limite la facilité avec laquelle les atomes se
séparent des électrons de leurs orbites extérieures
...
Lorsqu’on ferme le commutateur, il se produit dans le fil un
courant d'une certaine intensité
...

Il en résulte une augmentation de la résistance, que vous pouvez constater en regardant l'ampèremètre
...

Lorsque le fil atteint sa température maximum, la résistance cesse de s’accroître et le courant indiqué par
l'ampèremètre devient constant
...

L'influence de la température sur la résistance est le moins importante des quatre facteurs qui
déterminent la résistance
...
V 2009

3e P
...

Unité de mesure de la résistance l' Ohm
...

Ω
Multiple : le kilohm
...

Sous-multiple : le Mégohm
...
000
...

Ω
Mesure : avec un ohmmètre
...

Représentation

:

Types de résistances
* Tout conducteur, quel qu'il soit, oppose une certaine résistance au passage du courant électrique : fil de
bobinage de moteur ou de transformateur, fil transportant l'énergie électrique, lampes à
incandescence, etc
...

Cependant, comme une résistance insérée dans un circuit réduit l'intensité du courant qui y circule, on
utilise cette propriété pour régler le courant qui traverse un récepteur (et aussi la tension
...
Exemple : lampe dont on veut diminuer
l'intensité lumineuse
...
(elles gardent la même valeur)

Résistances bobinées
...


Fer à souder, radiateurs électriques, fer à repasser,
...
(on peut faire varier leur valeur)

Résistances variable bobinées
...
V 2009

- 34 Cours d’électricité

Questionnaire
1
...
Qu’est ce qui provoque un échauffement du conducteur ?
3
...
Comment représente t-on une résistance électrique ?
5
...
Quels sont les facteurs qui influencent la résistance ?
7
...
électricité

IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité

Loi de POUILLET

(CE - EXT)

Claude POUILLET : physicien français ( 1790 - 1868 )

Bien qu'ils soient classés parmi les corps "bons conducteurs", les fils électriques, et, d'une manière générale,
les diverses matières conductrices opposent une certaine résistance au passage du courant électrique
...

Insérons dans le circuit un fil de ferronickel de différentes longueurs et mesurons le courant et de même
section
...

L2= 1500 mm
...


Constatation :
Je constate que plus le f
...
moins il y de c
...

(plus un conducteur est long, plus il offre une résistance au passage
du courant)

IDB Val d’Or

- 36 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Expérience n°2
...

S1= 0,5 mm2
S2= 0,8 mm2

U = 12V

S3= 1 mm2

Constatation :
Je constate que plus le f
...
, plus il y a de c…………………………………………………………
...

(plus un conducteur est "gros", moins il offre une résistance au passage du
courant; puisqu'il laisse circuler plus d'électrons)

Expérience n°3
...

N1 = ferro-nickel
N2 = acier
N3 = carbone

U = 12 V

Constatation :
Je constate que la valeur du c
...

Conclusion :
La résistance électrique d'un conducteur est directement
proportionnelle à sa nature
...
V 2009

- 37 -

3e P
...


unité : Ω mm2 / m
...

* directement proportionnelle à sa longueur
...


R = résistance en Ω
...

ρ = résistivité en Ωmm2/m
...


Transformation de la formule
...

Calcul de la section lorsque l'on connaît le diamètre ou le rayon
...


π = 3,14

D = ∅ en mm
...


IDB Val d’Or

- 38 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Exercices : - calculez la section d’un conducteur de 1,1 mm de diamètre
...
14 x (1
...
1)
4

=

=

- Calculez le diamètre d’un conducteur d’une section de 2,5 mm2
...

1 fil d'argent de 1 m de long et d'1 mm2 de section à une résistance de 0,016 Ω mm2/m
...

1 fil d'aluminium de 1 m de long et d'1 mm2 de section à une résistance de 0,028 Ω mm2/m
...

1 fil de maillechort de 1 m de long et d'1 mm2 de section à une résistance de 0,25 Ω mm2/m
...

1 fil de nickel-chrome de 1 m de long et d'1 mm2 de section à une résistance de 1 Ω mm2/m
...

1 fil de constantan de 1 m de long et d'1 mm2 de section à une résistance de 0,5 Ω mm2/m
...

Exercices
...

(1,25)
2° Un fil de 12 m de long et de 2mm2 de section laisse passer un courant de 6A sous une tension de 9V
...
Cette résistance est branchée sous 50V et
absorbe 4A
...

Quelle longueur de fil devra t-on utiliser ?
(50)
7° L’élément chauffant de chrome-nickel d’une cuisinière électrique doit être prévu pour 220 V - 5,5 A
...

(40)
8° Calculer la résistance d’une colonne de mercure de 1mm2 de section et de
106 cm de long
...
V 2009

- 39 Cours d’électricité

9
...
Quels sont les 3 facteurs qui influencent la résistance d'un conducteur ?
2
...
Quelle est l'unité et le symbole de la résistivité ?
4
...


3e P
...
V 2009

3e P
...


U (V)

...


...


R (Ω)

4,7 Ω
10 Ω
22 Ω
47 Ω

I (A)

RxI


...



...



...



...


IDB Val d’Or

- 41 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

2° Constatations :
Si R augmente : I
...


3° Conclusion :
Pour un générateur déterminé, le produit R x I est constant et correspond à la d
...
p
...
d
...
existant aux bornes du générateur
...

LOI D’OHM

La tension (U) aux bornes d’un circuit est égale au produit de la résistance( R)
du circuit par l’intensité (I) du courant circulant dans ce circuit
...


U
R

IDB Val d’Or

- 42 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Quelle est la
résistance connaissant
l’Intensité et la
Tension

4°)

Définitions :
Le volt est la tension ou d
...
p
...

L’ampère est l’intensité du courant qui circule dans un circuit de résistance de 1Ω si le
générateur produit une d
...
p
...

L’ohm est la résistance du circuit électrique qui laisse circuler un courant d’1 A sous une
d
...
p
...


N
...
: La loi d’Ohm n’est pas applicable pour des récepteurs mécaniques (moteurs) ou chimiques
(accumulateurs)
...
d
...
égale
au produit R x I
...
d
...

Le passage du courant I dans cette résistance R provoque une perte d’énergie appelée chute de tension
(u)
...


A
I

R

B

u
Potentiel A > Potentiel B
VA

>

VB

= chute de tension

IDB Val d’Or

- 43 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

La chute de tension est donc le résultat dû au passage des électrons dans une
résistance et elle est définie par la relation :
u = R x I

Tout circuit présentant une résistance sera le siège d’une chute de tension
...
d
...


Données - inconnues

R=?
I = 5A
U = 220 V

Solutions

U = R x I
220 = R x 5

2 - Déterminer le courant absorbé sous 220V par un appareil dont la résistance est de 15
...
Quelle est
l’intensité du courant dans la résistance ?
5 - Calculer la chute de tension se produisant dans un conducteur de résistance de 1
parcouru par un courant de 0,1 A
...


s’il est

parcourue par un courant

7 - Calculer la chute de tension dans un circuit présentant une résistance de 150
traversé par un courant de 2 A
...
Quelle doit être la d
...
p appliquée aux bornes du fil pour que l’intensité du courant
atteigne 2 A
...
Quelle est la résistance de la lampe ? Si le filament ne rougit pas, que doit-on
en conclure ?
10- Un circuit est traversé par un courant de 5 A et la tension est de 220 V
...
Un accident provoque un court-circuit des bornes de la source et la résistance
devient 0,1
...
V 2009

3e P
...



...


2 - Enoncer la loi d’Ohm, donner ses expressions mathématiques
...


...


3 - Qu’est ce que le volt ?
Le volt est
...


4 - Qu’est ce que l’ampère ?
L’ampère est
...


5 - Qu’est ce que l’ohm ?
L’Ohm est
...


6 - Entoure la bonne réponse
...

L’ohm : fait circuler - circule - laisse circuler
...

7 - Qu’appelle-t-on une chute de tension dans un circuit ?
La chute de tension est une
...


La chute de tension est le résultat
...


9 - Exercices

IDB Val d’Or

- 45 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Energie – Puissance – Effet Joule

(CM)

1
...

Tout circuit électrique comporte un générateur qui fournit de l'énergie électrique qui met les charges
en mouvement
...

Par exemple, l'énergie potentielle contenue dans un nuage d'orage représente environ 1000 milliards de
joules
...

Par exemple : - un ventilateur transforme l'énergie électrique fourni par le secteur (220 volts) en énergie
mécanique (ça tourne) et en chaleur (ça chauffe un peu aussi)
...

Dans ce cas, la chaleur dissipée est utile alors que dans le cas du ventilateur, la chaleur dissipée est de
l'énergie perdue (effet joule)
...
(U)
2
...

La puissance électrique d'un appareil est l'énergie consommée par cet appareil par unité de temps (en
une seconde)
...

L'énergie électrique consommée par un appareil = puissance de l'appareil (en watt) x temps d'utilisation (en
secondes)
...
t
...
U

t

P = puissance en Watt (W)
...

I = intensité de courant en
ampère (A)
...

Exemples : - lampe de 2 W, 6 W, 25 W, 100 W, 1000 W,
...

- chauffage de 1000 W, 2000 W,
...

C’est la puissance consommée multipliée par le temps pendant lequel elle a été
consommée
...


IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité
Mesure de la puissance
...
Elle s’effectue à l’aide d’un voltmètre et d’un ampèremètre (2 appareils)
...


2
...
Le produit U x I se lit
directement sur le cadran de l’appareil
...

Tous les appareils électriques comportent une fiche signalétique
...

Découvrez
leur
signification
...
Ce marquage
CE n'est pas une marque de qualité : il est destiné aux services de contrôle du marché et non pas aux
consommateurs pour guider leur choix
...
Ces appareils sont dépourvus de
conducteur de terre
...

* Différents chiffres indiquent : - la tension d'utilisation (230 V),
- la fréquence (50 Hz),
-la puissance absorbée (exemple : 1010 W)
...
V 2009

- 47 -

3e P
...
Une dynamo génératrice fournit un courant de 36 A sous la tension de 220 V
...
Le tableau d’une voiture est équipé d’un allume-cigare qui, alimenté par une batterie de 12 V est traversé
par un courant de 5 A
...
Que vaut la puissance d’un fer à repasser dont la résistance chauffante vaut 60 ohms et la tension 220 V
...
Un fer à repasser porte les indications 750 W - 220 V
...

5
...
Calculer la tension
d’alimentation
...
Que vaut la puissance d’un lampe à incandescence qui, alimentée en 220 V est parcourue par un courant de
0,272 A ?
7
...

8
...

9
...


10 Ah, fonctionnant

10
...

11
...

Tension

Puissance

Intensité

Tension

Puissance

Intensité

IDB Val d’Or

- 48 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Tension

Puissance

Intensité

3
...

On appelle effet Joule la transformation d'énergie électrique en chaleur ou en chaleur et en lumière
...

Cette perte d'énergie en chaleur diminue le rendement des appareils électriques dont la fonction n'est pas de
fournir de la chaleur
...
Cela signifie que
15 joules sur 100 joules sont utilisés pour éclairer
...


C'est le physicien anglais James Prescott Joule (1818-1889) qui mit en évidence l'effet calorique du courant
électrique
...
C'est lui qui montra que l'énergie calorifique(W) dissipée
par un appareil électrique est proportionnelle au carré de l'intensité du
courant qui le traverse pendant un certain temps
...


2

W = R I t

w = énergie calorifique en Joule (j)
...

Ω
I = intensité du courant circulant dans le
conducteur en ampères
...

t = temps de circulation du courant dans le
conducteur en secondes
...

- Appareils de chauffage électrique
...
(voir cours de technologie)
Filament de tungstène dans le vide porté à haute température 2500° C
...
Les fusibles sont des dispositifs utilisant l'effet Joule pour faire fondre un conducteur calibré, afin
d'isoler un circuit électrique en cas de surintensité
...
Les disjoncteurs thermiques utilisent le même effet, mais sans destruction, ils sont réarmables
...
V 2009

3e P
...
(voir cours de technologie)
Un conducteur parcouru par du courant électrique s'échauffe
...

De la chaleur va se dissiper dans l'espace environnant
...

S'il circule un courant plus important dans le conducteur (ou bobinage), la température va à nouveau
augmenter pour atteindre une nouvelle température de régime plus élevée
...
Il faudra donc limiter la densité du courant dans le
conducteur
...

Pour permettre une augmentation de la puissance des machines sans en augmenter les dimensions, on les
munit de ventilateurs qui dissipent plus de chaleur
...
(voir cours de technologie)
a) Mauvais contacts
Les mauvais contacts (serrage insuffisant des connexions électriques) produisent des résistances de
contact
...

b) Courts-circuits
Il y a court-circuit (cc) lorsqu'une d
...
p
...

Lors d'un court-circuit dans une installation électrique, l'intensité du courant devient excessive
...
Il
faut donc prévoir un point faible dans la ligne à un endroit que l'on connaît et protégé, afin de préserver
l'installation
C'est le fusible ou le disjoncteur
...
Qu’est ce que l’énergie ?
2
...
Quelle est l'unité et le symbole de l’énergie ?
4
...
Exercices puissance
...
Cite quelques applications de l’effet Joule
...
Cite quelques inconvénients de l’effet Joule
...
Analyse de plaques signalétiques
...
V 2009

3e P
...


(EXT)

Dans un moteur, la puissance nominale électrique, nécessaire pour produire une puissance mécanique, ne sera
jamais égale à cette puissance mécanique
...
Les pertes mécaniques
...
Les pertes électriques
...


η = rendement
...

Pa = puissance absorbée
...

Exercices:
1
...

2
...

3
...

4
...
ayant une puissance absorbée de 5 KW
...
V 2009

3e P
...


(EXT)

* Circuit série
...
(les Sorties avec les Entrées)

Voir OHMNIBUS GROU1 – GROU2

TENSION
Expérience n°1

...
V


...
V
UT =
...


Or ,
...
V +
...


U1= ……
...
mW


...
mW

U2=
...
V
U1

U2

U3

UT=
...


Or ,
...
V +
...
V
Conclusion :
...
UT = U1 + U2 + U3 +
...

- différentes si les récepteurs ont des valeurs résistante différentes
...


Ce que je dois
retenir

IDB Val d’Or

- 52 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

INTENSITE
Expérience n°1
...


mW


...
A
I1

IT

I2= ……
...
A
Constatation : les intensités I1 et I2 sont
...


...
A


...
mW

I2=
...
A

I3

IT =
...

Conclusion :
Dans un circuit série, l’intensité totale IT du circuit est égale à celle qui traverse chaque
récepteur
...

Ce que je dois
retenir

Dans un circuit série, les intensités sont les mêmes partout
...


IDB Val d’Or

- 53 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Circuit Parallèle
...

(les entrées avec les entrées et les sorties avec les sorties)

TENSION
Expérience n°1
...
V

...
V
UT =
...


W

U2
Constatation : les tensions sont
...


- mesures :

UT

...
V

W

U2 = ……
...
V

U1

...


W

UT =
...


IDB Val d’Or

- 54 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

Conclusion :
Dans un circuit parallèle, la tension totale UT est égale à la tension aux
bornes de chaque récepteur
...

Ce que je dois
retenir

Dans un circuit parallèle, les tensions aux bornes des
récepteurs sont les mêmes
...


INTENSITE

Voir OHMNIBUS Grou7 – Grou8

Expérience n°1
...
mW

IT

mesures :

I1

I1=
...
mW

I2=
...
A

I2

Constatation : les intensités I1 et I2 sont
...
A =
...
A
Expérience n°2
...
mW

I1

IT

……………
...
A
I2=
...
… A

I2
……………
...
… A

I3
Constatation : les intensités I1 , I2 et I3 sont

Or,
...
A +
...
A


...
V 2009

- 55 -

3e P
...

IT = I1 + I2 + I3 +
...
V 2009

3e P
...
(unité:
...
)
Exemples :
...

Représentation :
1° Groupement en série
...


Le courant I qui va s’établir dans le circuit aura une valeur déterminée par la
résistance totale Rt du circuit, donc ici des trois résistances
...
Relève le défi ! )
Réfléchissons
...

Donc

Ut =
...


Or, Ut = Rt x It U1 = R1 x I1 U2 = R2 x I2

Remplaçons :

U3 = R3 x I3

Rt x I t = R1 x I 1 + R2 x I 2 + R3 x I 3

(or nous savons que les intensités sont les mêmes)

Simplifions : Rt x It = R1 x I1 + R2 x I2

Donc :
...


IDB Val d’Or

- 57 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
On peut donc dire :
Dans un couplage série, la résistance totale Rt est égal
...


Cette résistance totale est appelée résistance équivalente
...
Réq
...
It = I1 = I2 = I3 =
...


Ce que je
dois retenir

U t= U1 + U2 + U3 +
...

Réq
...

Remarque : si les R ont les mêmes valeurs : Réq
...

1° Déterminer la Réq
...
de quatre R de 2, 6, 4 et 8 Ω placées en série?
Calculez l’intensité du courant dans chaque R si le circuit est alimenté en 24 V
...
V 2009

- 58 -

3e P
...

Plaçons trois résistances en parallèle
...

Réfléchissons
...

Donc, It =
...


IDB Val d’Or

- 59 -

G
...
électricité

Cours d’électricité
Conclusion :
Conclusion :
Dans un couplage parallèle :
1) les intensités s’additionnent
...

2) les tensions sont les mêmes
...

3) calcul des Réq
...


Exercices : Représente le schéma de chaque exercice
...
(couplage en parallèle)
a) deux R de 10 et 2,5 Ω

c) trois R de 5, 10 et 20 Ω

e) dix R de 15 Ω

b) deux R de 8 Ω

d) trois R de 2, 3 et 11 Ω

f) cent R de 2 Ω

2° Que vaut la Réq
...


3° Entre deux point A et B, on raccorde 3 R en // : 4, 8, 24 Ω sous 60 V
...

b) la Réq
...
V 2009

3e P
...

Le couplage mixte des résistances comprend à la fois des résistances couplées en série et en
parallèle
...
d’un tel montage, on simplifiée de plus en plus les circuits qu’on ramène
à des schémas équivalents
...
R1 et R2
Réq
...


2° Calculons les 2 R en //
...
(Bd)=

=

=
...
R4 et Réq
...
= R4 + Réq(BD) =
...


Exercices
...


1°

IDB Val d’Or

- 61 -

G
...
électricité

Cours d’électricité

2°

Tensions et intensités dans un couplage mixte
...
On
part du schéma équivalent final et on remonte progressivement vers le schèma donné
...


IDB Val d’Or

G
...
électricité

Cours d’électricité
Questionnaire
...


Comment peuvent être les tensions dans un circuit série ?

2
...
Comment sont les intensités dans un circuit série ?
4
...
Comment sont les tensions dans un circuit parallèle ?
6
...
Comment sont les intensités dans un circuit parallèle ?
8
...
Qu'est ce que la résistance équivalente ?
10
...
dans un circuit série ? (indique les différentes formules [2])
11
...
dans un circuit parallèle ? (indique les différentes formules [3])
12
...
est toujours plus petite que
...
Exercices
...
V 2009

- 63 -

3e P
...

Galvani découvre en 1780 l'influence à distance des étincelles électriques sur la
contraction des muscles des pattes de grenouilles mortes
...

Volta : professeur à l'université de Pavie, reprenant les travaux de Galvani ,
concentre ses recherches sur le fait de l'utilisation dans les expériences
de la grenouille, de 2 types de métaux différents et découvre ainsi,
en 1799, ce qui va révolutionner le monde de la physique et notre monde
actuel:

la pile électrique
(superposition verticale et alternée de rondelles, par exemple zinc et cuivre et de tissus imbibés d'eau salée
ou acidulée conductrice)
...

Pile et accumulateur mettent tous deux en oeuvre une réaction électrochimique
...

Piles et accumulateurs sont des éléments statiques fournissant un courant électrique continu
...
Chaque élément délivre une tension faible, de l' ordre 1 à 2 volts
...
Quand leur énergie est épuisée, elles ne peuvent pas être
rechargées et, de ce fait, on les remplace
...

* Ne possédant pas de liquide (on les appelle souvent piles sèches) elles sont d'un emploi pratique et peu
chères
...
Lorsque leur énergie est épuisée, on peut, en leur
fournissant un courant continu, les recharger
...
Ceci peut s'effectuer de nombreuses fois
avec un assez bon rendement

---