Courant Continu : le courant ne dépend pas du temps.
Circuit simple boucle :
il est constitué de fils, générateurs/piles, résistances, moteurs.
Les fils (en cuivre) ont une résistance négligeable.
La résistance des fils se calcule par la formule : r = ρ L / S
ρ étant la résistivité du matériau,
L la longueur du fil,
S la section du fil.
Les générateurs/piles ont une f.e.m. (force électro-motrice)
ainsi qu'une résistance intérieure qui est parfois négligée.
Les résistances consomment du courant
qu'elles transforment en énergie calorifique.
Une ampoule électrique se comporte comme une résistance,
mais convertit une partie du courant en énergie lumineuse.
Une ampoule à incandescence (avec un filament en tungstène chauffé à 2500°C)
comvertit environ 10% de l'énergie électrique en énergie lumineuse,
Elle convertit donc 90% de l'énergie électrique en chaleur.
C'est pour cela qu'elle est déjà brûlante
après quelques secondes d'utilisation.
Alors qu'un tube fluorescent chauffe beaucoup moins,
il a donc un meilleur rendement lumineux.
Les moteurs ont une f.c.e.m. (force contre-électro-motrice)
ainsi qu'une résistance intérieure.
Ils consomment de l'énergie électrique
qu'ils convertissent en énergie mécanique.
Calcul du courant dans un circuit :
aux bornes d'une résistance R, la d.d.p. (différence de potentiel)
est U = R I
U est une tension électrique en Volts (V)
R est la résistance en Ohm (Ω)
I est l'intensité en Ampères (A)
---->--0----[ R ]----0--------
I A B
<-------------|
UA - UB = + R I
UA - UB = + R I
Ici, il y a un signe + devant R I car
UA - UB est dans le sens opposé à I.
Le potentiel UA à l'entrée de la résistance,
diminue de R I dans le sens de I
pour atteindre UB = UA - R I
Le courant I "descend" du potentiel haut vers le potentiel bas.
Aux bornes d'un générateur de fem E sans résistance, la ddp est U = E
--------0------[+ E -]------0-------
A B
<-------------------|
UA - UB = + E
le potentiel UB est augmenté de E pour atteindre
UA = UB + E
Aux bornes d'un générateur avec une résistance r :
---<----0------[+ E,r -]------0-------
I A B
<---------------------|
UA - UB = + E - r I
Ici, il y a un signe - devant r I car
UA - UB est dans le même sens que I
Le signe devant E ne dépend pas de I,
mais uniquement de l'orientation du générateur.
Un moteur se calcule comme un générateur
monté en opposition au courant
afin de se charger en énergie électrique.
Sa polarisation (position des bornes + et -) dépend du sens du courant I :
Le courant I entre par la borne + du moteur et sort par la borne -.
---<----0------[- E,r +]------0-------
I A B
<---------------------|
UA - UB = - E - r I
Circuit avec plusieurs générateurs et résistances :
--->---0---[+ E1 -]---0---[ R1 ]---0---[- E2 +]---0---[ R2 ]---0---
I A B C D E
<-------------|<-----------|<------------|<------------|
UA - UB = + E1
UB - UC = + R1 I
UC - UD = - E2
UD - UE = + R2 I
d'où :
UA - UE = + E1 - E2
+ ( R1 + R2 ) I
Bilan de puissance P : en Watts (W)
D'après le sens de I : le générateur E1 se charge et
le générateur E2 se décharge.
Remarque : Le générateur E1 pourrait être aussi
un moteur puisqu'il est en opposition au courant.