Rapport de présentation Modification n°1 du PLUi de l’île ...
Présentation N° 1
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MODULE : 02
Notions de base de l’électricité
Par. F. Boukhenoufa
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DIRECTION GENERALE
ENAFOR DRILLING SCHOOL
Département de Génie Électrique et de Génie Informatique
Plan de travail
Introduction et objectifs Notion de courant électrique et décrire les matériaux
Grandeurs électriques Loi d’Ohms Loi de Kirchhoff, Symboles, Puissances et force électromotrice, Code de l’électricité,
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Objectifs
Démontrer les concepts de conduction et d’isolation
électrique.
Comprendre la loi fondamentale d’électricité (loi
d’Ohm).
Définir certaines grandeurs électriques (intensité de
courant, différence de potentiel, résistance….). Définir les différentes types de puissances électriques
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Théorie d’électricité
L’atome est la plus petite partie de la matière.
Il est constitué d’un noyau comportant. Nombre de protons, (charge +) Nombre de neutrons (pas de charge)Autour de ce noyau gravitent les électrons,
charge négative(-)
Dans un atome neutre (équilibré), le nombre d’électrons est égal au nombre de protons, En électricité seule la couche périphérique est importante : c’est le nombre d’électron sur cette orbite qui va déterminer si le corps est bon ou mauvais conducteur, le flux de ces derniers crée, ce qu’on appelle l’électricité.
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La matière qui permet ce déplacement des charges est appelée conducteur. Par opposition, si le déplacement ne peut se produire, la matière est appelée un isolant.
Cependant, lors de leur passage à travers le métal, tel que le cuivre, les électrons vont rencontrer une certaine résistance qui traduira par un échauffement du corps traversé par le courant électrique, c’est ce qu’on appelle l’effet Joule.
Théorie d’électricité
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Principaux grandeurs électriques
La tension électrique
La tension électrique correspond a une différence de potentiel entre deux points différents d'un circuit. L’unité de la (ddp) est le VOLT (V), symbolise par la lettre U.Pour mesurer cette ddp, on utilise un voltmètre. Celui-ci se branche toujours en parallèle sur le circuit.On l'appelle aussi force électromotrice (F.E.M) car c'est grâce a son action que le courant électrique peut exister.
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L’intensité du courant électrique
L’intensité du courant électrique représente la quantité d’électrons qui ont traverse le circuit (générateur, conducteur et charge).L’intensité du courant se mesure en Ampère (A), symbolise par la lettre I.Pour mesurer cette intensité, on utilise un ampèremètre qui se monte en série sur le circuit.
La résistance électrique
La résistance électrique représente la difficulté trouvé par les électrons lors de leur passage à travers le conducteur. Elle se mesure en Ohm (Ω), symbolise par la lettre R.Pour la mesurer , on utilise un ohmmètre qui se monte en parallèle sur le circuit. NB. Pour mesurer la résistance il faut débrancher le circuit de la source.
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Théorie d’électricité
R U
I
Quel sons les grandeurs électriques présenter sur le schéma ci-contre ? Quel est la relation entre ces
grandeurs? Remplir le tableau suivant:
Tension (V)
Courant (A)
Résistance (Ω)
……….. 5 3
8 2 …….
220 …….. 3000
380 2.5 ………..
220 …….. 0
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La loi d’Ohm:Georg Ohm: physicien allemand. Il a découvert en 1827 les lois fondamentales des courants électriques et introduit les notions de quantité d’électricité et de différence de potentiel.
UAB
IAB
R
A
B
UAB = R .IAB
Loi d'Ohm
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Exemples d'application de la loi d'Ohm
Résistances en série et circuit diviseur de tension:
UAC
IAB
R1
A
B
R2
C
UCB
UAB
UAC = R1 . IAB
UCB = R2 . IAB UAB = UAC+UCB
UAB = (R1 + R2 ). IAB donc Réq = R1 + R2
et aussi : circuit "diviseur de tension"
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2ABCBRRRUU
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Exemples d'application de la loi d'Ohm
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Résistances en parallèle et circuit diviseur d’intensité:IABA
B
R1 R2
UAB
I1 I2
UAB = R1 . I1 UAB = R2 . I2
IAB = I1 + I2 ,et UAB = R éq . IAB
Diviseur d’intensité: . 1. 1AB AB éqU I R I R
22
.éq
ABR
I IR
11
.éq
ABR
I IR
1 21 2
AB AB ABAB
éq
U U UI I I
R R R
1 2
1 1 1
éqR R R
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La puissance électrique exprimer en watt (w), est donnée par la relation: P(w)=U (V) x I (A)
L’énergie électrique exprimer en wattheure (Wh), est donnée par la relation: P(Wh)=P(w) x t(h)
Exo. Remplir le tableau suivant:
Tension (V)
Courant (A)
Résistance (Ω)
Puissance (W)
Energie (Wh)
Temps (h)
……….. 5 3 …… …….. 4
…… 2 ……. 2000 ……. 3
220 …….. 3000 …… 96.8 ….
380 2.5 ……….. …… 7
220 …….. 0 …… ……. ……
Exprimer la puissance en fonction du courant et de la résistance ?
Puissance et énergie électrique
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NB. 1Wh = 3600J
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Différentes types de puissances électriques
En régime sinusoïdal, le produit UI ne mesure pas toujours la puissance réelle absorbée par une installation.
On définit une nouvelle grandeur : LA PUISSANCE APPARENTE
Elle s’exprime en voltampère (VA)Elle est donnée par la relation :
S = U.I
On définit la puissance complexe par : jQPS
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Différentes types de puissances électriques
C’est la puissance absorbée par un récepteur soumis à une tension alternative sinusoïdale de valeur efficace U et traversé par un courant d’intensité efficace I. Elle correspond à une énergie transformée en chaleur (P=RI2)ou en énergie mécanique comme dans un moteur (charge résistive).
Elle s’exprime en Watt (W)Elle est donnée par la relation : cosUIP
Le terme cos φ est appelé, facteur de puissance
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Différentes types de puissances électriques
La puissance réactive est la partie inductive ou capacitive fournit à la charge, plus la consommation de cette puissance est élevée, plus le courant en ligne est alors important, ce qui occasionne davantage de pertes (charge inductive ou capacitive).
Elle s’exprime en Voltampère réactive (VAr)
Elle est donnée par la relation : sinUIQ
Si le circuit est capacitif
Q > 0Si le circuit est inductif
Q < 0
Relations entre les 3 puissances:
22 QPS
sintan SPQ
cosSP
S
Pcos
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TRIANGLE DES PUISSANCES :
P
QS
φ
²²² QPS S
Pcos
S
Qsin
P
Qtan
Triangle des puissances
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Lois de Kirchhoff
Le physicien allemand Gustav Kirchhoff a établi en 1845 deux lois qui fondent tous les calculs sur les circuits électriques.
Définitions:Nœud : Un nœud est le point de jonction entre au moins trois fils de connexion
Branche: Une branche est un ensemble de dipôles montés en série entre deux nœuds
Maille: Une maille est un ensemble de branches formant un circuit fermé. On choisit une orientation sur chaque maille.
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La tension Uo, aux bornes du générateur lorsqu'il ne débite pas (I = 0), est appelée tension à vide
ou force électromotrice (F.E.M= E ).
La (f.e.m) est un des paramètres caractéristiques d'un générateur électrique. Elle est, contrairement à ce qu'indique son nom, homogène à une tension et s'exprime en volts. Dans un circuit électrique, pour mettre en mouvement des charges, il est nécessaire de fournir du travail et la force électromotrice correspond au travail que fournit un générateur au circuit par unité de charge.
Force électromotrice
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