(pgb17) courant éléctrique et résistance
● Courant électrique
– Intensité I : nombre de
charges par unité de temps (unité Ampère : A = C/s)
● Générateurs à potentiel chimique
– Cellules voltaíques en série (pile) : les potentiels
s’additionnent
– Anguille électrique
● Résistance et loi d'Ohm
● Puissance électrique
– Énergie dissipée par unité de temps dans la résistance
P. Mermod, Université de Genève 2
QCM
Parmi ces deux circuits, lequel a-t-il la plus grande puissance ?
A B
(pgb18) Circuits
● Résistance interne d'un génerateur r
– Ɛ, ou fem, est la tension aux bornes du générateur lorsqu'il ne débite aucun courant
– Fin de vie d'une pile: les charges ne passent plus, la pile a une grande résistance interne
● Lois de Kirschoff
– Le courant est conservé:
– La tension est conservée:
● Résistance équivalente (capacité équivalente)
– En série:
– En parallèle:
● Circuit RC, décharge d'un condensateur:
P. Mermod, Université de Genève 5
QCM
Quelle est la résistance équivalente ? A) 50 Ω
B) 100 Ω C) 150 Ω D) 200 Ω
QCM
Dans le circuit (2), le courant débité par le générateur est : A) Le même
B) Deux fois plus faible C) Deux fois plus élevé
(1) (2)
P. Mermod, Université de Genève 9
QCM
Immédiatement après avoir fermé l’interrupteur, le courant est :
A) Nul
B) Maximum, de valeur Imax = V0/R
(pgb19) Magnétisme
● Le champ magnétique B est produit par des charges électriques en mouvement
● Un dipôle magnétique (aimant) dans un champ magnétique subit une force qui l'aligne le long du champ: pôles opposés s'attirent, pôles semblables se repoussent
● Le champ magnétique terrestre
● Les électrons autour des atomes dans la matière constituent de minuscules dipôles magnétique de moment magnétique dipolaire
● Champ magnétique produit par un courant (électro-aimant)
– Fil droit
– Bobine
– solénoïde
● Propriétés magnétiques des matériaux:
– Diamagnétique: μ < μ0 , champ opposé à l'intérieur
N S
P. Mermod, Université de Genève 13
(pgb19) Loi d’Ampère, force de Lorentz
● Loi d'Ampère
● Champ d'un fil, champ d'un solenoïde (démontrés avec la loi d'Ampère)
● Force de Lorentz
● Trajectoire d'une particule chargée dans un champ magnétique
● Force magnétique sur un fil
● Moteur électrique
QCM
La force exercée sur le fil : A) Est nulle
B) Va vers le haut C) Va vers le bas D) Va vers la droite E) Va vers la gauche F) Sort de la page
G) Rentre dans la page
P. Mermod, Université de Genève 16
(pgb20) Loi d'induction de Faraday
La force électromotrice (fem, Ɛ) induite dans une spire est proportionnelle à la variation dans le temps du flux magnétique la traversant :
Champ électrique sur la longueur de la spire (chemin fermé)
Variation du flux magnétique à travers la surface de la spire
Tension induite sur un tour
Le signe négatif traduit la loi de Lentz : le champ induit (tension induite, courant induit) s'oppose à la variation de flux.
Cela permet de trouver la polarité de la tension, ou le sens du courant induit.
N spires de même surface:
(pgb20) Variations de flux magnétique
1) le champ magnétique B change
2) la
surface A change
Flux magnétique ΦM : nombre de ligne de champ B traversant une surface A
3) l'angle entre B et la normale à A change
P. Mermod, Université de Genève 18
QCM
Dans quelles boucles un courant est-il induit, et dans quel sens ?
(pgb20) Courant alternatif, transformateur
Générateur de tension alternative (ou courant alternatif) : on fait tourner une bobine de N tours et surface A à vitesse angulaire ω dans un champ
magnétique B
Transformateur :
Tension alternative primaire Vp Tension alternative secondaire Vs Vs / Vp = Ns / Np
P. Mermod, Université de Genève 21
(pgb20) Inductance
● Inductance L : aptitude à emmagasiner un champ magnétique
● Inductance d'un solenoïde
● Fem auto-induite
● Circuit RL
constante de temps
● Énergie du champ magnétique (champ électrique)
Charge d'une bobine
QCM
Immédiatement après avoir fermé l’interrupteur, le courant est :
A) Nul
B) Maximum, de valeur Imax = V0/R
