Physique-chimie et mathématiques (STI2D · STL) · Première · Physique-chimie — Énergie
Énergie électrique : circuits et puissance
Nœuds, mailles, Ohm : tout un circuit.
En bref
L’électricité transporte l’énergie des générateurs vers les récepteurs.
L’électricité transporte l’énergie des générateurs vers les récepteurs. Quelques lois simples suffisent à analyser la plupart des circuits.
Conventions
| Le dipôle | Convention | Comportement |
|---|---|---|
| Générateur | Tension et courant fléchés dans le même sens | Il fournit de l’énergie (P > 0) |
| Récepteur | Tension et courant fléchés en sens opposés | Il reçoit de l’énergie (P > 0) |
Un même dipôle peut être générateur ou récepteur : une batterie en décharge est générateur, en charge elle est récepteur.
Les lois des circuits
Loi des nœuds : la somme des courants qui arrivent à un nœud égale la somme de ceux qui en partent
Loi des mailles : la somme algébrique des tensions le long d’une maille est nulle
Loi d’Ohm (conducteur ohmique) : U = R × I
Conséquence : en série, les tensions s’additionnent et le courant est le même ; en dérivation, les courants s’additionnent et la tension est la même.
Puissance et énergie
P = U × I (en continu)
Effet Joule : P = R × I²
E = P × Δt
L’effet Joule chauffe les conducteurs : utile dans un radiateur, gênant dans un câble.
Exemple travaillé
Un radiateur de résistance R = 26,5 Ω est branché sous 230 V (on raisonne en valeurs efficaces).
- I = U / R = 230 / 26,5 ≈ 8,7 A.
- P = U × I = 230 × 8,7 ≈ 2 000 W.
- En 3 h : E = 2 × 3 = 6 kWh.
Les grandeurs périodiques
| La grandeur | Définition |
|---|---|
| Période T | Durée d’un motif (s) ; fréquence f = 1 / T (Hz) |
| Valeur moyenne | Moyenne sur une période |
| Valeur efficace | Valeur de la tension continue qui produirait le même effet Joule |
| Composante continue | La valeur moyenne |
| Composante alternative | Le signal moins sa valeur moyenne (de moyenne nulle) |
Pour une tension sinusoïdale :
U eff = U max / √2
Le secteur : U eff = 230 V, donc U max = 230 × √2 ≈ 325 V ; f = 50 Hz, T = 20 ms. Sa valeur moyenne est nulle.
Sécurité électrique
- Le corps humain est traversé par un courant dangereux dès quelques dizaines de mA.
- Le disjoncteur protège les installations contre les surintensités ; le disjoncteur différentiel 30 mA protège les personnes contre les fuites de courant.
- La prise de terre évacue un courant de défaut.
- Le fusible fond si le courant est trop fort.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Que dit la loi des nœuds ?
2.Dans un circuit série, qu’est-ce qui est le même partout ?
3.Une résistance de 100 Ω parcourue par 0,2 A a une tension de…
4.Un radiateur de 26,5 Ω sous 230 V est parcouru par environ…
5.Un appareil de 2 kW fonctionne 3 h. Énergie ?
6.Quelle est la tension maximale du secteur (230 V efficaces) ?
0 / 6 questions
Dans l’app, ce chapitre a son quiz complet, chronométré, et tes erreurs reviennent au bon moment pour ne plus les refaire.
La fiche de révision, sur une page
Tout « Circuits et puissance » sur une seule page A4 illustrée : l’essentiel, les pièges et un mini-test. Elle se débloque dans l’app avec des gemmes — et ton compte gratuit en offre assez pour tes trois premières fiches.
