Générateurs et récepteurs - site mach elec

Licence de Libre Diffusion des Documents -- LLDD version 1
Ce document peut être librement lu, stocké, reproduit, diffusé, traduit et
cité par tous moyens et sur tous supports aux conditions suivantes:
. tout lecteur ou utilisateur de ce document reconnaît avoir pris
connaissance de ce qu'aucune garantie n'est donnée quant à son
contenu, à tout point de vue, notamment véracité, précision et
adéquation pour toute utilisation;
. il n'est procédé à aucune modification autre que cosmétique,
changement de format de représentation, traduction, correction d'une
erreur de syntaxe évidente, ou en accord avec les clauses ci-dessous;
. des commentaires ou additions peuvent êtres insérés à condition
d'apparaître clairement comme tels; les traductions ou fragments
doivent faire clairement référence à une copie originale complète, si
possible à une copie facilement accessible.
. les traductions et les commentaires ou ajouts insérés doivent être
datés et leur(s) auteur(s) doi(ven)t être identifiable(s)
(éventuellement au travers d'un alias);
. cette licence est préservée et s'applique à l'ensemble du document et
des modifications et ajouts éventuels (sauf en cas de citation
courte), quelqu'en soit le format de représentation;
. quel que soit le mode de stockage, reproduction ou diffusion, toute
personne ayant accès à une version numérisée ce document doit pouvoir
en faire une copie numérisée dans un format directement utilisable et
si possible éditable, suivant les standards publics, et publiquement
documentés, en usage.
. la transmission de ce document à un tiers se fait avec transmission de
cette licence, sans modification, et en particulier sans addition de
clause ou contrainte nouvelle, explicite ou implicite, liée ou non à
cette transmission. En particulier, en cas d'inclusion dans une base
de données ou une collection, le propriétaire ou l'exploitant de la
base ou de la collection s'interdit tout droit de regard lié à ce
stockage et concernant l'utilisation qui pourrait être faite du
document après extraction de la base ou de la collection, seul ou en
relation avec d'autres documents. Toute incompatibilité des clauses ci-dessus avec des dispositions ou
contraintes légales, contractuelles ou judiciaires implique une limitation
correspondante du droit de lecture, utilisation ou redistribution verbatim
ou modifiée du document.
http://bat8.inria.fr/~lang/licence/ TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES 1
Eléments d'histoire de l'électricité : 3
Courant électrique, courant continu, définitions, lois fondamentales 5
Courant électrique 5
Effets du courant électrique 5
Cause d'un courant électrique 5
Polarité, sens du courant électrique 7
Energie et puissance électrique 8
Convention de signe 9
Loi d'Ohm 9
Conventions 9
Exercices 10
Solutions 11
Dipôles électriques linéaires 14
Définition 14
Caractéristiques électriques 14
Définition 14
Générateurs et récepteurs 15
Définitions : 15
Caractéristique électrique d'un générateur réel de courant 21
Association de f.é.m. en série 26
Association en parallèle de f.é.m. 27
Solutions : 39
Calculs et association de résistances 41
Caractéristique électrique d'une résistance 41
Résistance d'un conducteur : cas d'un matériau homogène à forme
géométrique simple 41
Résistance entre prises de terre 42
Variation de la résistivité et de la résistance en fonction de la
température 45
Résistivité normale : 45
Supraconductivité 45
Cas des semi-conducteurs 46
L'effet de peau 46
Conductance et conductivité 47
Associations de résistances 48
Résistances en série 48
Résistances en parallèle 48
Théorème de Kennelly 49
Rhéostat et potentiomètre 50
Diviseur de tension 52
Diviseur de courant 54
Où un principe variationnel général permet de retrouver une formule
connue de la théorie des circuits électriques : 55
Pont de Wheatstone 56
Exercices 58
Solutions 65
Condensateurs 68
Capacité d'un condensateur 68
Condensateur plan 69
Association de condensateur 70
Charge et décharge d'un condensateur à tension constante 72
Evolution de la charge q portée par une armature du condensateur : 72
Décharge d'un condensateur à tension constante 75
Charge d'un condensateur : rendement en énergie 76
Charge d'un condensateur à courant constant 76
Condensateur réel 77
Exercices 79
Solutions 81
Inductances 86
Etablissement du courant dans une inductance, charge en énergie d'une
inductance 88
inductances en série 93
Inductances en parallèle 94
Circuit LC : oscillations de l'énergie 95
Le bélier hydraulique 99
Le fonctionnement en 5 schémas : 100
Le Hacheur survolteur 103
Exercices sur les régimes transitoires dans les circuits comportant des
condensateurs et des inductances 106
Solutions : 114
Multiplieurs de tension 125 Eléments d'histoire de l'électricité :
|1600: Traité de magnétisme et d'électrostatique découvert par |
|Thalès, Pélerin de Maricourt, puis par Alexander Neckam en 1269 |
|(Gilbert) |
|1729: Découverte de l'électrisation par influence (électrostatique) |
|et de la conduction de l'électricité (Gray) |
|1733: Découverte de deux types d'électrisation (positive et |
|négative) (Du Fay) |
|1734: Invention du dynamomètre (Le Roy) |
|1745: Premier condensateur électrique, la bouteille de Leyde (Kleist|
|- Musschenbroek) |
|1747: Invention l'électroscope (Nollet) |
|1752: Invention du paratonnerre (Franklin) |
|1785: Loi des forces électrostatiques (Coulomb) |
|1786: Observation de l'action de l'électricité sur la contraction |
|musculaire (Galvani) |
|1800: Invention de la pile électrique (Volta) |
|1803: Elaboration de la thèse atomique (Dalton) |
|1811: Découverte de l'arc électrique (Davy) |
|1820: Détermination de la valeur du champ magnétique (Biot et |
|Savart). Découverte des effets magnétiques du courant électrique |
|(Oersted) |
|1821: Emission de l'hypothèse que les molécules des corps sont |
|l'objets de courants de particules que l'aimantation peut diriger, |
|se montrant ainsi précurseur de la théorie électronique de la |
|matière. (Ampère) |
|1822: Invention d'un dispositif qui montre l'action d'un champ |
|magnétique sur un courant électrique (Barlow) |
|1823: Construction du premier électroaimant (Sturgeon) |
|1827: Publication de son mémoire sur la théorie mathématique des |
|phénomènes électrodynamiques qui crée le vocabulaire de |
|l'électricité (Ampère). Invention de la pile rechargeable |
|(Becquerel). Etablissement de la loi fondamentale du courant |
|électrique et définit la résistance (Ohm) |
|1831: Découverte de l'induction électromagnétique (Faraday) |
|1832: Invention du magnétomètre (Gauss) .Découverte de |
|l'auto-induction (Henry). Réalisation de la première machine à |
|induction (Pixii) |
|1833: Théorie de l'électrolyse (Faraday). Etablissement de la loi |
|donnant le sens des courants induits (Lenz) |
|1834: Découverte de l'effet thermoélectrique selon lequel le |
|courant, à travers la jonction de deux matériaux, provoque dans |
|cette jonction, le dégagement ou l'absorption d'une quantité de |
|chaleur qui par unité de temps, est proportionnelle au courant |
|(Peltier) |
|1837: La polarisation des diélectriques et introduction de la notion|
|des lignes de forces (Faraday) Premières démonstrations du |
|télégraphe électrique (Morse) |
|1841: Découverte de l'échauffement qui se produit lors du passage |
|d'un courant électrique dans un conducteur. (Joule) Invention du |
|rhéostat (Poggendorff) |
|1845: Découverte de l'action d'un champ magnétique sur la lumière |
|polarisée (Faraday) |
|1851: Invention de la bobine à induction (Ruhmkorff) |
|1853: Théorie des circuits oscillants (Thomson) |
|1859: Invention de l'accumulateur électrique (Planté) |
|1861: Principe de la dynamo (Paccinotti) |
|1865: Théorie électromagnétique de la lumière, unifiant les |
|phénomènes électriques et lumineux. (Maxwell) invention du principe |
|du chemin de fer à crémaillère (Riggenbach) |
|1868: Invention de la pile électrique utilisant comme électrolyte le|
|chlorure d'ammonium et comme dépolarisant le bioxyde de manganèse |
|(Leclanché) |
|1869: Invention du collecteur qui permet la réalisation de moteurs à|
|courant continu (Gramme) |
|1871: Première dynamo (Gramme et Pacinotti)