Un circuit électrique élémentaire comporte un générateur, des conducteurs et un récepteur qui vient « fermer » le circuit.
La tension (notée U, unité « Volt », symbole V) est fournie par le générateur d’énergie électrique.
Elle correspond à la différence de potentiel entre ses 2 bornes (+ et – en continu). On peut la comparer à la différence de hauteur d’une chute d’eau, autrement dit la pression.
Ex : Tension continue aux bornes d’une batterie : U = 12 V.
L’intensité du courant électrique (notée I, unité « Ampère », symbole A) correspond à la quantité d’électrons circulant dans le circuit. On peut la comparer au débit d’eau d’une chute d’eau.
Par convention, le courant circule du potentiel + au potentiel -. Ce courant ne peut s’établir que s’il existe une différence de potentiel (une tension) aux bornes du générateur.
Ex : Courant d’intensité I = 10 A.
La résistance (notée R, unité « Ohm », symbole Ω) est un type de récepteur qui, placé dans un circuit électrique, limite le courant.
Ex : Résistance R = 50 Ω.
La puissance (notée P, unité « Watt », symbole W) correspond à l’énergie dissipée par le récepteur pendant le temps qu’il est alimenté. Dans une résistance, cette énergie est dissipée sous forme de chaleur. Ex: Puissance P = 120 W.
En continu : Loi d’Ohm U = RI et P = UI.
Circuit électrique
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Comportement des composants électriques
Une résistance électrique traversée par un courant occasionne une chute de tension à ses bornes proportionnelle à l’intensité du courant qui la traverse :
Tension (en V) = Résistance (en $\Omega$) $\times $ Courant (en A)
La chute de tension U aux bornes d'un moteur électrique est due à sa force électromotrice E qui génère le mouvement de rotation et à la résistance R du bobinage qui le constitue. Si I est l'intensité du courant qui le traverse on a alors :
$U = E + R.I$
Loi des mailles et des nœuds
Dans une maille (circuit bouclé) d'un réseau électrique, la somme algébrique des tensions le long de cette maille est toujours nulle (ce qui signifie qu'il y a des tensions positives et négatives).
La somme algébrique des intensités des courants qui entrent par un nœud (connexion entre plusieurs conducteurs) est égale à la somme algébrique des intensités des courants qui en sortent.
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Annales corrigées Métropole 2021 – Spé SI