INTRODUCTION A L'ELECTRICITE EN REGIME CONTINU
COURANT ELECTRIQUE - LOIS DE KIRSCHOFF

2. Histoire succinte de l'électricité

2.7. Formalisation des circuits électriques

2.7.1. Constitution minimale

Pour réaliser un circuit électrique, il faut au minimum :

Un générateur appelé aussi électromoteur : il est caractérisé par la force électromotrice (fem) qu'il fournit appelée aussi différence de potentiel (ddp) ou tension électrique.
Cette fem est représentée par une flèche, appelée flèche tension, devant le générateur, du pole - vers le pole +, devant laquelle on inscrit une lettre servant à la nommer qui est souvent U ou V suivit d'un éventuel indice.
Il est aussi caractériser par sa forme d'onde : continu, variable, alternatif ... Dans ce chapitre, nous n'utiliserons que des générateurs de tensions continus.
Une pile, une alimentation stabilisée, une batterie, une dynamo sont des générateurs de tensions continues.
Un alternateur, une générateur basse fréquence, un onduleur sont des générateurs de tensions alternatives.
Un récepteur : il transforme l'énergie électrique qu'il reçoit du générateur sous une autre forme. Il est caractérisé par sa puissance nominale de fonctionnement qui doit être inférieure à la puissance maximale que peut fournir le générateur et sa tension de fonctionnement qui doit être inférieure ou égale à la tension fournit par le générateur. Il convient de flécher la tension électrique qui apparaît à ses bornes en sens inverse du sens du courant qui le parcours en lui donnant un nom, lettre U ou V suivit d'un éventuel indice. On appelle aussi le récepteur "charge" parce qu'il charge le générateur en lui imposant de fournir de la puissance, donc des "efforts".
Une lampe, une résistance, un moteur électrique sont des récepteurs.
Des conducteurs : ils transportent le courant électrique. Ils sont caractérisés par leur courant maximum admissible dont l'intensité doit être supérieure à celle dont a besoin le récepteur pour fonctionner. Ils sont généralement en cuivre. Sur un schéma électrique, il faut flécher sur l'un d'entre eux le sens du courant électrique (du pole + du générateur vers le pole -) en le nommant à l'aide de la lettre I suivit d'un éventuel indice.
La tension aux bornes d'un conducteur est (quasiment) nulle, donc on ne la flèche pas.
Un interrupteur : il permet de choisir l'état du circuit. Fermé, le circuit fonctionne, le générateur alimente le récepteur ; ouvert, le circuit ne fonctionne pas.
Lorsque l'interrupteur est fermé la tension à ses bornes est nulle : Uk = 0 sur le schéma ci-dessous.
Lorsque l'interrupteur est ouvert l'intensité du courant qui le traverse est nul : I = 0 sur le schéma ci-dessous.

D'où le schéma générique suivant :

Attention aux sens de fléchage et à la nature des flèches : tension électrique différent de courant électrique.
La tension électrique permet la mise en mouvement des électrons pour le générateur (d'où le nom de force électromotrice), résulte du mouvement des électrons pour le récepteur.
Le courant électrique comptabilise le débit de charges électriques.

2.7.2. Convention générateur - Convention récepteur

Quand l'interrupteur est fermé, la charge appelle du courant du générateur qui débite. La tension aux bornes de l'interrupteur est nulle, il est alors possible de le supprimer du schéma. Voici alors le schéma que l'on obtient :

On constate immédiatement que la tension délivré par le générateur se recopie aux bornes de la charge.

Pour le générateur, le courant et la tension sont fléchées dans le même sens : c'est la convention générateur.

Pour le récepteur, le courant et la tension sont fléchées en sens inverse : c'est la convention récepteur.

Ces conventions de flêchage doivent être respectées de la façon suivante : on fléchera un générateur en convention générateur et un récepteur en convention récepteur.

Remarque : Certain appareils, comme une batterie ou un moteur à courant continu, peuvent fonctionner en générateur comme en récepteur. De tels appareils sont dit réversible.

2.7.3. Nœuds, mailles et branches

Un circuit électrique peut contenir plusieurs générateurs et plusieurs récepteurs, par exemple :

Remarque : chacun des éléments est flêché avec la convention correspondant à son fonctionnement.

On appelle alors :

Nœud : la connexion entre plusieurs conducteurs (au moins 3).
Branche : portion de circuit entre deux noeuds consécutifs.
Maille : chemin fermé.

Exercice : Dans le cas du circuit précédent, combien y a-t-il de nœuds, de branches, de mailles ? solution

Page précédente

Retour page d'accueil