Les circuits électriques :¶
Objectif : Prendre en main le logiciel de modélisation et de simulation OpenModelica afin de mettre en évidence des lois électriques...
Grandeurs électriques :¶
A faire vous-même n° 0 :
Lire le document Circuits_Electriques-Introduction.pdf et relever quelles sont les grandeurs de flux et d'effort dans un circuit électrique ; Décrire les méthodes pour mesurer ces grandeurs et préciser leur unité respective :
...
...
Lois électriques :¶
Lois de comportement d'un résistor :¶
Un résistor de résistance $R$ est un dipôle qui permet de modifier l'intensité du courant qui traverse un circuit électrique. La résistance R se mesure en ohms ($\Omega$).
A faire vous-même n° 1 :
- Modéliser le circuit électrique ci-dessous afin d'obtenir après simulation les tracés suivants :
On appelle caractéristique externe d'un dipôle, la représentation graphique de la fonction $f$ définie par $U = f(I)$ (la caractéristique peut dans ce cas être appelée caractéristique externe tension-courant).
Remarque : Dans certains cas, on utilise la représentation graphique de $g$ définie par $I = g(U)$ (caractéristique externe courant-tension).
A faire vous-même n° 2:
- Définir la fonction $U = f(I)$ qui caratérise le résistor R1 :
....
- Comment nomme-t-on cette loi :
...
- Tracer sa représentation graphique :
A faire vous-même n° 3:
- Expliquer le tracé suivant :
...
- Quid du carré rouge sur le modèle du résistor R1 ?
...
- Discuter du rendement d'un tel composant...
...
Lois de Kirchhoff :¶
A faire vous-même n° 4 :
- Modéliser le circuit électrique ci-dessous :
Relever l'intensité des courants électriques i, i1, i2, i3 et i4 qui circulent respectivement dans l'alimentation et dans les résistors R1, R2, R3 et R4, ainsi que celle de l'ampèremètre :
i =
i1 =
i2 =
i3 =
i4 =
ampèremètre =
- Quelles relations peut-on établir ?
...
- Comment nomme-t-on cette loi de Kirchhoff ?
...
Relever les valeurs des différentes tensions électriques u, u1, u2, u3 et u4 respectivement aux bornes de l'alimentation et des résistors R1, R2, R3 et R4, ainsi que celle du voltmètre :
u =
u1 =
u2 =
u3 =
u4 =
voltmètre =
- Quelles relations peut-on établir ?
...
- Comment nomme-t-on cette loi de Kirchhoff ?
...
Application : Le pont diviseur de tension¶
Le pont diviseur de tension, tel que présenté sur la figure ci-dessus, est un montage très simple qui apparaît fréquemment dans divers montages électroniques, notamment pour le conditionnement des signaux issus de capteurs.
Il est utile de maîtriser ce montage et de connaître le théorème associé :
$$U = E \times {R_2 \over {R_1 + R_2}}$$La tension U ainsi obtenue est une fraction de la tension E, d’où le nom donné à ce montage.
A faire vous-même n° 5:
- A partir des différentes lois présentées précédemment, démontrer le théorème du pont diviseur de tension...
Le théorème donné précédemment pour le pont diviseur de tension n'est valable que si aucune charge extérieure ne vient modifier le montage...
Références au programme :¶
| Compétences développées | Connaissances associées |
|---|---|
| Déterminer les grandeurs flux (courant) et effort (tension) dans un circuit électrique | Lois de Kirchhoff Lois de comportement |
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