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La loi d'Ohm
La loi d'Ohm
La loi d'Ohm définit le rapport entre les valeurs de tension, d'intensité du courant et de résistance d'un circuit. On la définit comme ceci:
U = R I
U correspond à la différence de potentiel (ou la tension) en Volt (V).
R correspond à la résistance en Ohm (Ω)
I correspond à l'intensité du courant en Ampère (A)
Pour produire le graphique ci-haut, il a fallu faire varier la tension à la source et mesurer l'intensité du courant à plusieurs reprises (dans ce cas-ci, 6 fois). En calculant la pente de la droite obtenue, on obtient la valeur de la résistance totale du circuit. Il s'agit de la méthode de résolution graphique.
La loi des puissances
La loi des puissances
La loi des puissances définit le rapport entre les valeurs de tension, d'intensité du courant et de puissance d'un circuit. On la définit comme ceci:
P = U I
P correspond à la puissance en Watt
U correspond à la différence de potentiel (ou la tension) en Volt (V).
I correspond à l'intensité du courant en Ampère (A)
L'énergie consommée
L'énergie consommée
Lorsque l'on veut calculer notre consommation d'énergie électrique, il est important de bien prendre en considération deux facteurs:
La puissance de l'appareil en fonction mesuré en Watt.
Le temps d'utilisation de l'appareil.
Un appareil très énergivore comme un four à micro-ondes peut avoir une puissance allant jusqu'à 1000W. Cependant, cet appareil n'est utilisé que quelques minutes à la fois. Sa consommation d'énergie aura donc un impact faible sur la facture d'électricité.
Une ampoule à incandescence de 100W peut nous laisser penser qu'elle aura moins d'impact sur cette facture par rapport au four à micro-ondes. Hors, cette ampoule peut rester allumer des heures entières durant une journée normale. Son impact sera donc plus grand sur la consommation d'énergie totale.
L'énergie consommée
L'énergie consommée
Une règle mathématique peut nous indiquer la quantité d'énergie consommée d'un circuit électrique en Joule (J) ou en kilowattheure (kWh). On la définit comme ceci:
E = P △t
E correspond à l'énergie consommée en Joule (J).
P correspond à la puissance en Watt (W).
△t correspond à la durée de temps d'utilisation de l'appareil électrique en secondes (s)
*Pour avoir une valeur d'énergie consommée en kilowattheure (kWh), on doit utiliser une valeur de △t mesurée en heure (h) et une valeur de puissance en kilowatt (kW).
1h = 3600s
1kW = 1000W
Nous obtenons donc l'équivalence suivante:
1kWh = 3 600 000J
Avant de continuer, tu dois compléter les pages 72 à 78 (sauf le numéro 5) du cahier Observatoire 4 ATS
Les circuits en série et en parallèle
Les circuits en série et en parallèle
Les circuits en série
Les circuits en série
Un circuit en série est un montage électrique dans lequel les éléments du circuit sont reliés les uns à la suite des autres. Le courant n’a alors qu’un seul chemin possible pour revenir à la source de courant.
Un ampèremètre se branche toujours en série.
Dans un circuit en série:
L'intensité du courant est constante partout dans le circuit.
It= IA= IB= IC
La tension de la source est égale à la somme des tensions de chacun des éléments résistants.
Ut=UA+ UB+ UC
Afin de mesurer l'intensité du courant dans un circuit, on utilise un ampèremètre. Cet appareil compte le nombre d'électrons qui circulent dans le circuit à chaque seconde. On doit donc faire passer les électrons dans l'appareil pour être en mesure de les compter. L'ampèremètre se branche alors en série dans le circuit. On doit ouvrir notre circuit électrique et faire passer le courant dans l'appareil.
Les circuits en parallèle
Les circuits en parallèle
Un circuit en parallèle est un montage électrique dans lequel les appareils sont placés parallèlement les uns aux autres. Le courant peut revenir à la source par plusieurs chemins différents.
Un voltmètre se branche toujours en parallèle.
Dans un circuit en parallèle:
L'intensité du courant totale est égale à la somme des intensités du courant dans chacune des branches du circuit.
It= IA+ IB+ IC
La tension de la source est égale à toutes les tensions de chacun des éléments résistants.
Ut= UA= UB= UC
Afin de mesurer la tension dans un circuit, on utilise un voltmètre. Cet appareil mesure la différence de charges électriques présente entre deux points du circuit. Il est donc nécessaire de mettre les sondes du voltmètre à deux points différents du circuit, habituellement autour de la composante électrique que l'on souhaite mesurer. Le voltmètre se branche alors en parallèle dans le circuit. Ici, il n'est pas nécessaire d'ouvrir le circuit pour prendre notre mesure, il suffit de brancher nos deux sondes à deux endroits différents du circuit.
La loi des résistances équivalentes
La loi des résistances équivalentes
La résistance équivalente, ou résistance totale, est la valeur de la résistance qui permettrait de remplacer toutes les résistances d'un circuit par une seule résistance.
Dans un circuit en série, les valeurs de résistances s'additionnent pour donner la résistance totale:
Dans un circuit en parallèle, on doit utiliser la formule suivante pour déterminer la résistance totale:
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