Cours de physique générale - Chapitre 16 - Propriétés électriques de base - PDF

Chapitre 16 Propriétés électriques de base Dr Ruud van Heeswijk FBM – BMed – module B1.1 Cours de physique générale TurningPoint QCM Session ID: physgen2024  Combien d’étudiants sont connectés? A. 0-100 B. 101-200 C. 201-300...

Chapitre 16 Propriétés électriques de base Dr Ruud van Heeswijk FBM – BMed – module B1.1 Cours de physique générale TurningPoint QCM Session ID: physgen2024  Combien d’étudiants sont connectés? A. 0-100 B. 101-200 C. 201-300 D. 301-400 E. 401-500 F. >500 Response Counter  Combien de temps faut il pour qu’une impulsion nerveuse passe de la tête à la main de Roger Federer? Quel-est le fonctionnement de l’IRM qui fait une image de l’épaule de Roger Federer?  Objectifs Calculer la force de Coulomb entre des charges électriques Comprendre la notion de champ électrique Comprendre la notion de courant électrique Décrire et calculer la loi d’Ohm Appliquer les lois de Kirchhoff (la loi des nœuds et la loi des mailles) Calculer la résistance équivalente de résistances associées en série et en parallèle Calculer les tensions d’un point de diviseur de tensions L’électromagnétisme englobe les phénomènes électriques et les phénomènes magnétiques. Tous ces phénomènes ont pour cause commune la charge électrique. L’étude de l’électricité comprend les notions de champ électrique, de force électrique, de potentiel électrique et de tension électrique (= différence de potentiel), de courant électrique, d’intensité de courant électrique et de résistance électrique. / l'étude du champ électromagnétique et de son interaction avec les particules chargées.  Rappel - propriétés atomiques de base Atomes comme unités fondamentales : toute matière est composée d'atomes (protons, neutrons, électrons). Charge électrique : protons +, électrons −, neutrons neutres. Masse des particules : – protons 1,673 × 10⁻²⁷ kg – neutrons 1,675 × 10⁻²⁷ kg – électrons 9,109 × 10⁻³¹ kg Unité de masse anatomique (uma) = 1,6605 × 10⁻²⁷ kg Structure atomique : les électrons gravitent autour du noyau (protons et neutrons). Ions : atomes perdant ou gagnant des électrons deviennent chargés.  Loi de Coulomb Décrit la force de l'interaction électrique entre deux particules chargées électriquement. Nommée d'après le physicien français Charles-Augustin Coulomb qui l'a énoncée en 1751. Forme la base de l'électrostatique. Peut s'énoncer ainsi : Charles-Augustin de Coulomb « L'intensité de la force électrostatique entre deux charges électriques est proportionnelle au produit des deux charges et est inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux charges. La force est portée par la droite passant par les deux charges. »  Loi de Coulomb Charge électrique La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui lui permet d'interagir par le biais de champs électromagnétiques. La charge électrique est une grandeur qui se note avec la lettre 𝑞. Son unité est le coulomb, de symbole C. Charge élémentaire d’un électron: −1.602 × 10−19 C Charge électrique q  Loi de Coulomb Deux sortes de charges électriques Positive Négative – Positive et négative +q -q Les charges de même signe se repoussent Les charges de de signes opposés s’attirent 𝐹Ԧ21 𝐹Ԧ12 𝐹Ԧ21 𝐹Ԧ12 +q1 +q2 +q1 -q2 𝐹Ԧ21 𝐹Ԧ12 -q1 -q2  Loi de Coulomb La force entre deux charges électriques est proportionnelle au produit des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux charges. Si une charge 𝑞1 est à une distance 𝑟 d’une seconde charge 𝑞2 , alors la force exercée par 𝑞2 sur 𝑞1 est 𝐹Ԧ21 𝐹Ԧ12 𝑞1 𝑞2 1 𝑞1 𝑞2 +q1 -q2 𝐹Ԧ21 = 𝐾 2 𝑢21 = 2 𝑢21 𝑟 4𝜋𝜀0 𝑟 𝑟 Charge 𝑞 mesurée en Coulombs Constante de Coulomb 𝐾 = 1Τ 4𝜋𝜀0 ≅ 9 × 109 𝑁𝑚2 𝐶 −2 Constante de la permittivité dans le vide 𝜀0 = 8.85 × 10−12 C2 N−1 m2 Vecteur unitaire 𝑢21 orienté de la charge créant la force (𝑞2 ) vers celle la subissant (𝑞1 )  Loi de Coulomb Analogie entre la force gravitationnelle et la force électrostatique 𝑚1 𝑚2 q2 q1 𝑟 𝑟 plus faible 𝐺 ∙ 𝑚1 ∙ 𝑚2 𝐾 ∙ 𝑞1 ∙ 𝑞2 𝐹𝑔 = lorsque les 𝐹𝑒 = [N] 𝑟2 objets sont 𝑟2 2 proches 2 𝑁𝑚 𝑁𝑚 𝐺 ≅ 6.67 × 10−11 𝐾 ≅ 9 × 109 2 𝑘𝑔2 𝐶  Loi de Coulomb Quand une charge 𝑞 est placée près de deux autres charges, ou plus, la force résultante sur 𝑞 est la somme vectorielle des forces dues à chacune des autres charges 𝐹Ԧ12+𝐹Ԧ32 +q1 +q2 -q3  Loi de Coulomb Quand une charge 𝑞 est placée près de deux autres charges, ou plus, la force résultante sur 𝑞 est la somme vectorielle des forces dues à chacune des autres charges 𝐹Ԧ = 𝐹Ԧ12 + 𝐹Ԧ32 -q3 𝐹Ԧ12 𝐹Ԧ32 +q2 +q1 EN Gros- > Es induit 91 > - - une electrique Champ électrique # Force > - cree force Fr I surbe le champ charge une Force E Pas. 92 electrique l'intermédiaire E2 ressent ainsi l'effet de 91 par Le champ électrique est le champ vectoriel créé par des particules ↑ électriquement chargées. >X - - Fa Ces charges électriques créent en tout && & - ↳ an 3 Fer Er point de l'espace un champ électrique - noté 𝐸 dont l'unité est le Volt par un objet we per être influence que mètre (V/m). par son environnement immédiaI Si une autre charge se trouve dans ce - Fe necessite 2 charges En champ, elle subira l'action de la force Représentation du champ électrique électrique exercée à distance par la en quelques points de l'espace dû à particule. une charge élémentaire positive.  ↑ Champ électrique Les lignes de champ indiquent en tout point du champ la direction des forces électriques et donc la direction du vecteur champ électrique 𝐸. +Q -Q +Q1 -Q2  - Champ électrique = force par electrique unité de charge Lorsqu’une charge témoin 𝑞 est placée en un point M où règne un champ électrique, celle-ci subit une force électrique. / Force electrostatique (Force d'attraction , repulsion ( Comme le suggère la loi de Coulomb, cette force est proportionnelle à la charge 𝑞. En normalisant la force 𝐹Ԧ par la valeur de la charge test 𝑞, i.e. 𝐹Ԧ ൗ𝑞, la valeur du champ au point M devient indépendante de la charge teste. (t] En conséquence, le vecteur champ électrique en M est défini par 𝐸 = 𝐹Ԧ ൗ𝑞. En d’autres termes, la valeur du champ électrique en M est numériquement égale à l’intensité de la force électrique qui s’exerce sur une charge témoin 𝑞 = 1 C. F = art  Champ électrique La valeur du champ électrique en un point M est numériquement égale à l’intensité de la force électrique qui s’exerce sur une charge témoin 𝒒 = 𝟏 C. +Q -Q +Q1 -Q2 𝐹Ԧ = 𝐸𝑞 → 𝐸 𝐹Ԧ2 M M + 𝑞 = 1C + 𝑞 = 1C M Charge Charge Charge + 𝐹Ԧ test 𝐹Ԧ = 𝐸𝑞 → 𝐸 test test 𝐹Ԧ1  Champ électrique + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ↑ a 𝐸 - 𝐸 + 𝐸 - + L L - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -  Quel sera le movement des charges? A. Rotation à gauche (anti-horaire) - - - - - - - B. Rotation à droite (horaire) C. Elles ne bougent pas - + - D. E. Translation vers le haut Translation vers le bas 𝐸 E + + + + + + + Response Counter  Potentiel électrique Le potentiel électrique, exprimé en volts (V), correspond à l'énergie potentielle électrostatique que posséderait une charge électrique unitaire située en ce point. En d’autres termes, =l'énergie potentielle (mesurée en joules) d'une particule chargée en ce point divisée par la charge (mesurée en coulombs) de la particule. Le potentiel électrique en un point du champ électrique correspond au travail à fournir pour transporter une charge positive unitaire depuis l'infini jusqu'à ce point.  Potentiel électrique Considérons d’abord l’analogie entre le champ gravitationnel uniforme 𝑔Ԧ qui règne à proximité de la surface terrestre et celui du champ électrique uniforme 𝐸 qui règne entre deux plaques chargées. + + + + + + + Potentiel 𝑚 𝑞 Altitude 𝑔Ԧ 𝐸 + 𝐹Ԧ𝑔 𝐹Ԧ𝐸 - - - - - - -  Potentiel électrique 𝑚 Altitude Lorsqu'on soulève une masse dans le 𝐹Ԧ𝑔 𝑔Ԧ champ gravitationnel, on effectue du travail 𝑚 qui se transforme en énergie potentiel dans la masse. 𝐹Ԧ𝑔 Lorsque la masse est relâchée, son énergie potentielle est transformée en énergie cinétique. Énergie Énergie potentielle cinétique  Potentiel électrique + + + 𝑞+ + + + De la même façon, lorsqu'une charge + Potentiel électrique se déplace sous l'influence d'un 𝐹Ԧ𝐸 champ électrique, un travail est accompli. 𝐸 𝑞 Ce travail se change en énergie potentielle + électrique. - - - 𝐹Ԧ𝐸- - - - Cette énergie potentielle est convertie en énergie cinétique lorsqu'on laisse des courants passer pour ramener les charges positives et négatives les unes vers les autres. Énergie Énergie potentielle cinétique  Potentiel électrique 𝑚 tombe vers les points dont l’altitude 𝒚 est plus faible, puisque son énergie potentielle 𝑈𝑔 = 𝑚𝑔𝑦 est proportionnelle à l’altitude 𝑦. De même, 𝑞 « tombe » vers les points dont le potentiel 𝑽 est plus faible, puisque son énergie potentielle 𝑈𝐸 = 𝑞𝑉𝐸 est proportionnelle au potentiel 𝑉𝐸. On en déduit que le potentiel est analogue à l’altitude. Si on les laisse libres de se déplacer, les charges positives ont tendance à se diriger vers les potentiels électriques décroissants, tous comme les masses par rapport au potentiel gravitationnel. Par opposition, les charges négatives ont tendance à aller vers les potentiels croissants. 𝐹𝑔 = 𝑚𝑔 𝐹𝐸 = 𝑞𝐸 + + + + + + + 4m 𝑈𝑔 = 𝑚𝑔𝑦 4V 𝑈𝐸 = 𝑞𝐸𝑦 𝑦 𝑦 Potentiel 𝑚 𝑞 Altitude 3m 3V 2m 𝑔Ԧ 𝑉𝑔 = 𝑈𝑔 = 𝑔𝑦 2V 𝐸 + 𝑉𝐸 = 𝑈𝐸 = 𝐸𝑦 𝑚 𝑞 1m 𝐹Ԧ𝑔 1V 𝐹Ԧ𝐸 𝑈𝑔 = 𝑚𝑉𝑔 𝑈𝐸 = 𝑞𝑉𝐸 - - - - - - -  Potentiel électrique le potentiel électrique 𝑉 (=tension) est défini comme étant l’énergie potentielle électrique 𝑼 que + + + + + + + possède un objet chargé par unité de charge 𝑞 : 4V 𝑦 𝑈𝐸 = 𝑞𝐸𝑦 Potentiel 𝑞 𝑈 3V + 𝑈𝐸 𝑉= 2V 𝐸 𝑉𝐸 = 𝑞 = 𝐸𝑦 𝑞 1V 𝐹Ԧ𝐸 𝑈𝐸 = 𝑞𝑉𝐸 Le potentiel électrique se mesure en joules par - - - - - - - coulomb (J/C) dont l’unité SI est le volt (V), e.i. 1 V = 1 J/C. Attention de ne pas confondre l’abréviation Pour les exercices: standard V pour volt avec le symbole 𝑉 utilisé pour 1𝑒𝑉 = 1.602 × 10−19 𝐽 le potentiel. En langage familier, on appelle souvent voltages les différences de potentiel.  Quel énoncé/s est/sont correct/s? A. Le potentiel électrique se mesure en J/C B. L’unité SI de J/C est le volt (V) C. Le volt (V) et le symbole 𝑉 utilisé pour le potentiel électrique sont la même chose D. On appelle souvent voltages les différences de potentiel Response Counter  Courant électrique Un courant électrique est un déplacement de charges sous l’action d’un champ électrique, dans un matériau non isolant. 𝐸 + - + + + + - + + + + - + + +𝐴 + + - + ℓ -  Courant électrique le courant électrique dans un fil est le débit de charge dans ce fil, i.e. la quantité de charges électriques par unité de temps. Si une charge totale ∆𝑄 traverse la surface de la section colorée en un temps ∆𝑡, le courant moyen est ∆𝑄 ҧ𝐼 = ∆𝑡 𝐸 + + + + + + + + + + 𝐴 ℓ  Courant électrique Δ𝑄 𝐼= Δ𝑡 L’unités du courant électrique est l’ampère (A) qui correspond à des coulombs par seconde (C/s), comme on peut le déduire de la définition ci-dessus. 𝐸 + + + + + + + + + + 𝐴 ℓ  Courant électrique On peut exprimer le courant en fonctions d’autres variables : ∆𝑄 𝑞𝑛ℓ𝐴 𝐼= = = 𝑞𝑛𝐴𝑣 ∆𝑡 ℓΤ𝑣 Où 𝑛 est la densité de charges par mètre cube, 𝑞 est la charge élémentaire (1.6 ·10−19 C), 𝑣 est la vitesse de dérive des charges, ℓ est la longueur du fil et 𝐴 est l’aire de la surface traversée par les charges. 𝐸 + + + + + + + + + + 𝐴 ℓ  On peut changer l’intensité du courant en… A. Changeant la charge élémentaire B. Changeant la longueur du fil C. Changeant l’aire de la surface du fil Response Counter  Résistance La résistance électrique 𝑅 représente la propriété d'un matériau à s'opposer au passage du courant. 𝐸 + + + + + + + + + + ℓ  Résistance La résistance d’un fil conducteur est proportionnelle à sa longueur 𝓵 et inversement proportionnelle à l’aire de sa section transversale 𝐴. 𝜌ℓ 𝑅= 𝐴 La constante de proportionnalité 𝜌 (rhô) dépend seulement des propriétés du matériau et est appelée sa résistivité. L’unité SI pour la résistivité est l’ohm-mètre (Ω⋅m). 𝐸 + + + + + + + + + + 𝐴 ℓ  La résistance électrique R dépend… A. Des propriétés du matériau. B. De la longueur 𝓁 d’un fil. C. De l’aire de la section transversale A du fil conducteur. D. De l’isolation du fil Response Counter  Loi d’Ohm La loi d’Ohm met en relation 3 éléments : – la valeur d'une résistance 𝑅 (en ohms) – le courant qui la traverse 𝐼 (en Ampère) – la tension (=potentiel électrique) entre ses bornes 𝑉 (en Volt). 𝐼 𝑉 =𝑅∙𝐼 𝑅 𝑉  Association de résistances Association des résistances en série – La résistance équivalente est égale à la somme des résistances individuelles 𝑅𝑒𝑞 = ෍ 𝑅𝑛 𝑛 𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝑅𝑒𝑞 10𝑘Ω 20𝑘Ω 20𝑘Ω 50Ω 𝑅𝑒𝑞 = 10𝑘Ω + 20𝑘Ω + 20kΩ = 50kΩ  Association de résistances Association des résistances en parallèle – ou en dérivation – – La résistance équivalente est l'inverse de la somme des inverses des résistances individuelles 1 𝑅𝑒𝑞 = 1 σ𝑛 𝑅𝑛 𝑅1 10kΩ 𝑅2 𝑅𝑒𝑞 20kΩ 5kΩ 𝑅3 1 𝑅𝑒𝑞 = = 5kΩ 20𝑘Ω 1 1 1 + + 10𝑘Ω 20kΩ 20kΩ  Quelle est la résistance Req de la configuration ci-dessous? 𝑅1 - 40kΩ 𝑅2 𝑅4 20kΩ 20kΩ 𝑅3 40𝑘Ω 10 + 20 A. 10kΩ B. 20kΩ C. 30kΩ D. 40kΩ Response Counter  Circuit électrique Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de composants électriques ou électroniques parcourus par un courant électrique. Un circuit électrique est composé d'au moins un générateur et d'au moins un récepteur reliés les uns aux autres par des connecteurs qui forme une chaîne ininterrompue de dipôles (composants électriques possédant 2 bornes).  Circuit électrique Ces circuits électriques sont généralement représentés sous forme d'un schéma électrique qui peut comporter les éléments suivant : – Une borne : élément d'un appareil électrique qui le relie au circuit. – Un dipôle : composant électrique qui possède deux bornes. & – Un nœud : point de connexion d'au moins 3 dipôles. – Un générateur : dipôle qui fournit l'énergie électrique nécessaire pour faire circuler un courant dans un circuit. – Un récepteur : dipôle qui transforme l'énergie électrique en un autre forme (lumière, chaleur, mouvement).  Circuit électrique Il est souvent utile de représenter la tension ainsi que le courant parcourant les différents éléments du circuit. Pour cela, il est nécessaire de choisir des conventions de sens pour des tensions et courants correspondant à la réalité de façon à avoir des grandeurs positives. Le sens conventionnel du courant correspond au sens de circulation de particules chargées positivement. Dans un circuit simple, en courant continu, le courant circule dans le circuit de la borne + du générateur vers la borne −. 𝐼 + + + - + + - + + + + + + + - + + -  Circuit électrique Selon les sens relatifs des flèches de 𝐼 et 𝑉 que l'on adopte pour un dipôle, on dira que l'on a adopté la convention récepteur ou la convention générateur. Ainsi, dans un générateur, les flèches des tension et courant seront dirigées dans le sens opposé. Dans un récepteur, 𝑰 et 𝑽 auront le même sens. Donc, quand l'on prend des flèches de 𝐼 et 𝑉 de même sens, on dit qu'on adopte une convention de dipôle récepteur. Convention générateur Convention récepteur 𝐼 𝐼 𝐼 + 𝐼 − 𝑉 − 𝑉 𝑉 𝑉 + Flèches de sens opposé Flèches de même sens  Circuit électrique Les dipôles d’un circuit électrique peuvent être combinés en série ou en dérivation. Des dipôles sont en dérivation lorsque leurs deux bornes sont communes. Des dipôles sont en série lorsqu’ils ont une seule borne commune et que cette borne commune n'est pas un nœud. Noeud 𝑉1 𝐼1 𝑅1 𝐼𝐺 𝐼2 𝐼3 + Générateur − 𝑉𝐺 𝑅2 𝑉2 𝑅3 𝑉3 Récepteur  Lesquels des dipôles suivant sont des récepteurs et lesquels sont des générateurs? A. D1,D2,D3,D4,D5 récepteurs B. D1,D2,D3,D4,D5 générateurs C. D1,D3,D5 récepteurs, D2,D4 générateurs D. D1,D3,D5 générateurs, D2,D4 récepteurs 𝑉1 𝐼1 𝐷1 𝐼5 𝐼2 𝐼3 𝐷5 𝑉𝐺 𝐷2 𝑉2 𝐷3 𝑉3 𝑉4 𝐼4 𝐷4 Response Counter  Lois de Kirchoff Les deux lois de Kirchhoff : – La loi des nœuds – La loi des mailles L'objectif de ces lois consiste à exprimer mathématiquement la conservation de l'énergie dans un circuit électrique. Elles aident en partie à calculer les tensions et les courants dans un circuit électrique.  Loi des nœuds La somme algébrique des intensités des courants qui entrent par un nœud est égale à la somme algébrique des intensités des courants qui en sortent. Courants sortant Courants entrant 𝐼2 𝐼1 𝐼3 𝐼1 + 𝐼4 = 𝐼2 + 𝐼3 𝐼4  Loi des mailles Dans une maille d'un réseau électrique, la somme des tensions le long de cette maille est toujours nulle. En d'autres termes, si on fait le tour d'une maille et que l'on additionne toutes les tensions de celle-ci (en faisant attention au sens), la somme sera égale à zéro. 𝑉1 𝑅1 + Sens de 𝑉𝐺 − la maille 𝑅2 𝑉2 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 − 𝑉𝐺 = 0 𝑅3 𝑉3  Quelle-est la tension VG que l’on mesure avec un voltmètre? A. 5A B. 2V C. 5V D. 6V 1𝑉 𝑅1 𝐼𝐺 + Sens de 𝑉𝐺 =? − la maille 𝑅2 2𝑉 Response 𝑅3 Counter 3𝑉  Quel-est le courant I5 que l’on mesure avec l’ampèremètre? A. 0.5A B. 1.0A C. 2.0A D. 0.0A 𝑉1 1. 5A = 0 5A. 𝐷1 1 5. - 0. 5 = 1 𝐼5 𝐼2 =1.5A 𝐼3 =0.5A 𝐷5 𝑉𝐺 𝐷2 𝑉2 𝐷3 𝑉3 𝑉4 Response 𝐷4 Counter  Diviseur de tension Le diviseur de tension est un montage électronique 𝐼 important qui permet de diviser une tension d'entrée. Un circuit constitué de deux résistances en série 𝑅1 𝑉1 est par exemple un montage élémentaire qui peut + 𝑉 réaliser cette opération. − Les deux résistances 𝑅1 et 𝑅2 sont connectées en 𝑅2 𝑉2 série à un générateur qui applique une tension 𝑉 en entrée sur ces deux résistances. La tension de sortie est mesurée aux bornes de 𝑅2.  Diviseur de tension En utilisant la loi des mailles puis la loi d'Ohm avec les tensions 𝑽 et 𝑽𝟐 , il est possible de déduire la relation 𝐼 entre la tension de sortie 𝑉2 et la tension d'entrée 𝑉. La loi des mailles nous donne l’équation suivante : 𝑉 = 𝑉1 + 𝑉2 𝑅1 𝑉1 + La loi d’Ohm nous permet d’écrire : Sens de 𝑽 la maille 𝑉 = 𝑉1 + 𝑉2 = 𝐼 ∙ 𝑅1 + 𝐼 ∙ 𝑅2 = 𝐼 ∙ 𝑅1 + 𝑅2 − 1 𝑅2 𝑽𝟐 Avec 𝑉2 = 𝐼 ∙ 𝑅2 et 𝐼 = 𝑉 , nous pouvons 𝑅1 +𝑅2 finalement écrire la tension de sortie 𝑉2 en fonction de la tension d'entrée 𝑉 : 𝑅2 𝑉2 = 𝑉 𝑅1 + 𝑅2  Mise en pratique des différentes lois L’exemple suivant illustre comment appliquer les différentes lois présentées dans ce chapitre pour analyser un circuit formé d’un générateur de 6 V et de résistances en série et en parallèle. Dans cet exemple, nous désirons trouver la résistance équivalente des résistances entre les bornes a et b de la figure ci-dessous, ainsi que le courant 𝐼1. 𝑉1 𝑉3 𝑎 𝐼1 𝑐 𝐼3 𝑅1 𝑅3 1.5 ohms 𝐼2 1 ohm 𝐼4 = 𝐼3 + − 𝑉𝐺 3 ohms 𝑅2 𝑉2 1 ohm 𝑅4 𝑉4 𝑏 𝐼5 = 𝐼31 ohm 𝑅5 𝑉5  Mise en pratique des différentes lois Observons tout d’abord que les résistances 𝑅3 , 𝑅4 et 𝑅5 sont montées en série et que le courant qui les traversent est le même. Nous pouvons donc déterminer la résistance équivalente de ces trois résistances en série qui vaut : 𝑅345 = 𝑅3 + 𝑅4 + 𝑅5 = 1 ohm + 1 ohm + 1 ohm = 3 ohms 𝑉1 𝑉3 𝑎 𝐼1 𝑐 𝐼3 𝑅1 𝑅3 1.5 1.5 ohms ohms 𝐼2 1 ohm𝐼 𝐼4 = 𝐼3 345 + 3 ohms 𝑅345 − 𝑉𝐺 3 ohms 𝑅2 𝑉2 𝑉345𝑅4 1 ohm 𝑉4 𝑏 𝐼5 = 𝐼31 ohm 𝑅5 𝑉5  Mise en pratique des différentes lois Nous pouvons continuer à simplifier le circuit en calculant la résistance équivalente des deux résistances en parallèle : 1 1 𝑅2345 = = = 1.5 ohms 1 1 1 1 + + 𝑅2 𝑅345 3 ohms 3 ohms 𝑉1 𝑎 𝐼1 𝑐 𝑅1 1.5 ohms 𝐼2 𝐼2345 𝐼345 + 𝑅2345 3 ohms 𝑅345 − 𝑉𝐺 3 ohms 1.5 ohms 𝑅2 𝑉2345 2 𝑉345 𝑏  Mise en pratique des différentes lois Finalement, nous pouvons calculer la résistance effective de l’ensemble du système qui vaut : 𝑅12345 = 𝑅1 + 𝑅2345 = 1.5 ohms + 1.5 ohms = 3 ohms 𝑉1 𝑎 𝐼1 𝑐 𝑅1 1.5𝐼ohms 12345 𝐼2345 + 𝑅12345 𝑅2345 − 𝑉𝐺 3 ohms 1.5𝑉12345 ohms 𝑉2345 𝑏  Mise en pratique des différentes lois On peut maintenant déterminer le courant sortant du générateur en utilisant la résistance équivalente du système et en appliquant la loi d’Ohm : 𝑉𝐺 6V 𝐼1 = 𝐼12345 = = =2A 𝑅12345 3 ohms 𝐼1 𝑎 𝐼12345 + 𝑅12345 − 𝑉𝐺 3 ohms 𝑉12345 𝑏  Résumé La loi de Coulomb exprime que la Le champ électrique est le force entre deux charges champ de force associé à une électriques est proportionnelle charge électrique unitaire. au produit des charges et inversement proportionnelle au carré de la distance entre les deux charges. -Q 𝐹Ԧ21 𝐹Ԧ12 +q1 -q2 𝐹Ԧ = 𝐸𝑞 = 𝐸 M 𝑟 + 𝑞 = 1C Charge test  Résumé Un courant électrique est un La loi d'Ohm est une loi physique mouvement d'ensemble de qui lie l'intensité du courant porteurs de charges électriques, électrique traversant un dipôle généralement des électrons, au électrique à la tension entre ses sein d'un matériau conducteur. bornes et permet de déterminer la valeur d'une résistance. 𝐼 + + + + + + + + + 𝑉 =𝑅∙𝐼 𝑅 𝑉 +  Résumé La loi des nœuds stipule que la La loi des mailles stipule que somme algébrique des intensités dans une maille d'un réseau des courants qui entrent par un électrique, la somme des nœud est égale à la somme tensions le long de cette maille algébrique des intensités des est toujours nulle. courants qui en sortent. 𝑉1 𝑅1 𝐼1 𝐼2 𝐼3 + 𝑉𝐺 Sens de 𝑅2 𝑉2 𝐼4 − la maille Courants sortant Courants entrant 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 − 𝑉𝐺 = 0 𝑅3 𝐼1 + 𝐼4 = 𝐼2 + 𝐼3 𝑉3  Résumé Résistance équivalente de Le diviseur de tension est un résistances associées en série et montage électronique important en parallèle. qui permet de diviser une tension d'entrée. 𝑅𝑒𝑞 = ෍ 𝑅𝑛 𝐼 𝑅1 𝑅2 𝑛 𝑅𝑒𝑞 + 𝑅1 𝑉1 1 𝑅2 𝑅𝑒𝑞 = − 𝑉 𝑉2 = 𝑉 𝑅1 1 𝑅1 + 𝑅2 σ𝑛 𝑅2 𝑉2 𝑅𝑛 𝑅𝑒𝑞 𝑅2