10 : Circuits à courant continu
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Dans les chapitres précédents, nous avons discuté des composants électriques, notamment des condensateurs, des résistances et des diodes. Dans ce chapitre, nous utilisons ces composants électriques dans des circuits. Un circuit est un ensemble de composants électriques connectés pour accomplir une tâche spécifique. La deuxième section de ce chapitre couvre l'analyse des circuits en série et en parallèle composés de résistances. Plus loin dans ce chapitre, nous présentons les équations et techniques de base pour analyser n'importe quel circuit, y compris ceux qui ne sont pas réductibles en simplifiant les éléments en parallèle et en série. Mais d'abord, nous devons comprendre comment alimenter un circuit.
- 10.1 : Prélude aux circuits à courant continu
- Un circuit amplificateur prend un signal de faible amplitude et l'amplifie pour alimenter les haut-parleurs des écouteurs. Bien que le circuit semble complexe, il se compose en fait d'un ensemble de circuits série, parallèle et série-parallèle.
- 10.2 : Force électromotrice
- Toutes les sources de tension comportent deux éléments fondamentaux : une source d'énergie électrique dotée d'une force électromotrice (CEM) et d'une résistance interne r. La force électromotrice est le travail effectué par charge pour maintenir constante la différence de potentiel d'une source. La force électromotrice est égale à la différence de potentiel entre les bornes lorsqu'aucun courant ne circule. La résistance interne r d'une source de tension affecte la tension de sortie lorsqu'un courant circule. La tension de sortie d'un appareil est appelée tension aux bornes.
- 10.3 : Résistances en série et en parallèle
- Fondamentalement, une résistance limite le flux de charge dans un circuit et est un dispositif ohmique où V = IR. La plupart des circuits ont plus d'une résistance. Si plusieurs résistances sont connectées entre elles et connectées à une batterie, le courant fourni par la batterie dépend de la résistance équivalente du circuit.
- 10.4 : Les règles de Kirchhoff
- Les règles de Kirchhoff peuvent être utilisées pour analyser n'importe quel circuit, simple ou complexe. Les règles de connexion en série et en parallèle plus simples constituent des cas particuliers des règles de Kirchhoff. La première règle de Kirchhoff, également connue sous le nom de règle de jonction, s'applique à la charge d'une jonction. Le courant est le flux de charge ; ainsi, toute charge qui entre dans la jonction doit s'écouler vers l'extérieur. La deuxième règle de Kirchhoff, également connue sous le nom de règle de la boucle, stipule que la chute de tension autour d'une boucle est nulle.
- 10.5 : Instruments de mesure électriques
- Les voltmètres mesurent la tension et les ampèremètres le courant. Les compteurs analogiques sont basés sur la combinaison d'une résistance et d'un galvanomètre, un appareil qui donne une lecture analogique du courant ou de la tension. Les compteurs numériques sont basés sur des convertisseurs analogique-numérique et fournissent une mesure discrète ou numérique du courant ou de la tension. Un voltmètre est placé en parallèle à la source de tension pour recevoir la pleine tension et doit avoir une grande résistance pour limiter son effet sur le circuit. Un ampèremètre est placé dans
- 10.6 : Circuits RC
- Un circuit RC est un circuit qui possède à la fois une résistance et un condensateur. La constante de temps τ pour un circuit RC est τ=RC. Lorsqu'un condensateur initialement non chargé en série avec une résistance est chargé par une source de tension continue, le condensateur se rapproche asymptotiquement de la charge maximale. Lorsque la charge du condensateur augmente, le courant diminue de façon exponentielle par rapport au courant initial.
- 10.7 : Câblage domestique et sécurité électrique
- L'électricité présente deux risques connus : les risques thermiques et les chocs. Un danger thermique est un danger dans lequel un courant électrique excessif provoque des effets thermiques indésirables, tels que l'allumage d'un feu dans le mur d'une maison. Un risque de choc se produit lorsqu'un courant électrique traverse une personne. La sévérité des chocs peut aller de douloureux, mais par ailleurs inoffensifs, à une létalité à couper le souffle. Dans cette section, nous examinons ces dangers et les différents facteurs qui les influencent de manière quantitative.