Établissement d'enseignement budgétaire municipal "École secondaire Kordonskaya"

Circuits électriques

AVEC : professeur de technologie

Kudinov A.A.

Cordon 2018

Le circuit électrique le plus simple peut contenir seulement trois éléments :

source, charge et fils de connexion.

Circuit électrique -

un ensemble de dispositifs, d'éléments conçus pour la circulation du courant électrique, des processus électromagnétiques dans lesquels peuvent être décrits en utilisant les concepts de courant et de tension.

Pendant le montage circuits électriques l'électricien est guidé

schéma de circuit électrique .

Diagramme schématique, schéma de circuit électrique - image graphique(modèle), qui sert à véhiculer, à l'aide de symboles graphiques et alphanumériques classiques (pictogrammes), les connexions entre les éléments d'un appareil électrique.

Diagramme schématique, par opposition au câblage circuit imprimé ne montre pas la disposition relative (physique) des éléments, mais indique uniquement quelles broches d'éléments réels (par exemple, des microcircuits) sont connectées à lesquelles.

Regardons quelques symboles graphiques sur les schémas de circuits

Galvanique

élément

Batterie galvanique

éléments

Intersection

fils

Composé

fils

nœud

Bouton

changer

Résistance

(résistance)

Fusible

Lampe électrique

incandescent

Électrique

appel

Bobine

fil

Bobine

avec noyau de fer

Condensateur

capacité constante

Apprendre du nouveau matériel pédagogique

Condensateur

capacité variable

Apprendre du nouveau matériel pédagogique

Condensateur

électrolytique

Ampèremètre

Voltmètre

Les schémas de circuits électriques sont des documents graphiques.

Les symboles et les règles d'exécution des circuits électriques sont déterminés par la norme de l'État, à laquelle tous les ingénieurs et techniciens sont tenus de se conformer.

Les lignes de connexion entre les éléments du circuit sont tracées parallèlement ou perpendiculairement entre elles, en respectant

condition de circuit fermé, les lignes inclinées ne s’appliquent pas.

Dessinons dans un cahier un tableau du manuel (p. 49), qui montre les symboles de certains éléments du circuit électrique.

Schémas de câblage - ce sont des dessins montrant l'emplacement réel des composants tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de l'objet représenté sur le schéma. Conçu avant tout pour permettre la production d'un objet. Prend en compte l'emplacement des composants du circuit et des connexions électriques (fils et câbles électriques). Ils agissent seulement exigences généralesà la préparation de la documentation de conception.

Qu'est-ce qu'un circuit électrique ?

- Qu'est-ce qu'un diagramme schématique ?

- Qu'est-ce qu'un schéma de câblage ?

Que peut-on classer comme éléments d’un circuit électrique ?

- dessiner un schéma de principe du câblage électrique d'une maison ou d'un appartement.

Devoir à la maison

- étudier le paragraphe 9 du manuel ;

- répondez aux questions 1-2 de la page 50 du manuel.

Exprimer en une phrase, en choisissant le début de la phrase :

Aujourd'hui, j'ai découvert...

C'était intéressant...

C'était difficile...

J'ai accompli des tâches...

J'ai réalisé que...

Maintenant, je peux...

J'ai acheté...

J'ai appris (appris)…

Je l'ai fait...

J'ai pu (j'ai pu)…

J'essaierai…

J'ai été surpris...

1 Circuits électriques CC 1.1 Éléments des circuits électriques à courant continu Schémas électriques- Ce sont des dessins qui montrent comment les appareils électriques sont connectés dans un circuit. Un circuit électrique est un ensemble de dispositifs conçus pour la transmission, la distribution et la conversion mutuelle de l'énergie. Les principaux éléments d'un circuit électrique sont des sources et des récepteurs d'énergie électrique, reliés entre eux par des conducteurs. Dans les sources d'énergie électrique, l'énergie chimique, mécanique, thermique ou d'autres types d'énergie sont convertis en énergie électrique. Dans les récepteurs d'énergie électrique, l'énergie électrique est convertie en énergie thermique, lumineuse, mécanique et autres. Les circuits électriques dans lesquels la production, la transmission et la transformation d'énergie s'effectuent à courants et tensions constants sont appelés circuits à courant continu.

Un circuit électrique est constitué d'appareils ou d'éléments individuels qui, selon leur destination, peuvent être divisés en 3 groupes. Le premier groupe est constitué d'éléments destinés à produire de l'électricité (alimentations). Le deuxième groupe est constitué d'éléments qui convertissent l'électricité en d'autres types d'énergie (mécanique, thermique, lumineuse, chimique, etc.). Le troisième groupe comprend les éléments destinés à transmettre l'électricité d'une source d'alimentation à un récepteur électrique (fils, dispositifs assurant le niveau et la qualité de la tension, etc.).

1.2 Sources d'énergie Sources EMF Une source EMF est caractérisée par une valeur EMF égale à la tension (différence de potentiel) aux bornes en l'absence de courant traversant la source. La FEM est définie comme le travail des forces externes inhérentes à la source pour déplacer une seule charge positive à l'intérieur de la source d'un terminal avec un potentiel inférieur vers un terminal avec un potentiel plus élevé. Figure Désignation de la source EMF et de l'élément galvanique dans les circuits

Les sources d'alimentation du circuit CC sont des cellules galvaniques, des batteries électriques, des générateurs électromécaniques, des générateurs thermoélectriques, des photocellules, etc. Toutes les sources d'alimentation ont une résistance interne dont la valeur est faible par rapport à la résistance des autres éléments du circuit électrique. Les récepteurs de courant continu sont des moteurs électriques qui convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique, en chauffage et en luminaires etc. Tous les récepteurs électriques sont caractérisés par des paramètres électriques, parmi lesquels figurent la tension et la puissance les plus élémentaires. Pour un fonctionnement normal du récepteur électrique, il est nécessaire de maintenir la tension nominale à ses bornes. Pour les récepteurs DC, il s'agit de 27, 110, 220, 440 V, ainsi que de 6, 12, 24, 36 V.

La tension aux bornes d'une source réelle dépend du courant traversant la source. Si cette dépendance peut être négligée, alors une telle source est dite idéale. Sur les schémas de conception, il est nécessaire d'indiquer les sens des tensions et des courants (sélectionnés arbitrairement). Schéma de figures avec une vraie source EMF

Pour les sources réelles, écrivons la loi d'Ohm pour un circuit complet : U= I ·R n (1.1) où I - courant [A], E - emf [B], R - résistance [Ohm]. Il s'ensuit : U=E-I×R BH (1.2) La tension U aux bornes d'une source réelle est inférieure à la FEM de la quantité de chute de tension aux bornes de la résistance interne. Une source idéale a R in =0. Le courant maximum se produit dans le mode court-circuità R n = 0, tandis que la tension de sortie U tend également vers zéro.

1.2.2 Source de courant La source de courant est caractérisée par un courant I aux bornes en court-circuit (en l'absence de tension). Si le courant ne dépend pas de la tension, une telle source est dite idéale. Figure Image d'une source de courant dans des circuits

Le courant I d'une source d'énergie réelle dépend de la tension U à ses bornes. D'après la loi d'Ohm pour un circuit complet : (1.3) où est la conductivité [Sm]. Figure Circuit avec une source de courant réelle Dans ce circuit, l'élément g en parallèle connecté à une source idéale J est appelé conductivité interne. Une source de courant idéale a g in = 0 (c'est-à-dire R in =).

1.2.3 Puissance électrique Caractérise l'énergie générée par la source par unité de temps. Pour une source de tension réelle : P=E × I [W] (1,4) Pour une source de courant réelle : [W] (1,5) La résistance de charge Rn caractérise la consommation d'énergie électrique, c'est-à-dire sa conversion en d'autres types à une puissance déterminé par la formule : [W] (1.6)

1.3 Loi d'Ohm généralisée pour une section d'un circuit avec EMF - direction d'un point à potentiel élevé vers un point à potentiel plus faible ; - sens du courant. Figure Circuit non dérivé avec sources EMF

(1.7) où : - résistance totale de la section du circuit ; - tension entre les bornes de la section considérée ; - somme algébrique des champs électromagnétiques agissant dans une zone donnée. Si la FEM coïncide en direction avec le courant, alors un signe est placé, s'il ne coïncide pas -. Conclusion : le courant d'une section d'un circuit avec des sources EMF est égal à la somme algébrique de sa tension et de sa FEM, divisée par la résistance de la section.

1.4 Les transformations les plus simples dans les circuits électriques Connexion en série des résistances Le courant circulant dans le circuit est le même en tout point. Figure Résistance équivalente à connexion série résistance

1.4.2 Connexion en parallèle des résistances Figure Connexion en parallèle des résistances

Pour la résistance équivalente, nous écrivons la formule : (1.11) La résistance équivalente d'un circuit constitué de composants parallèles est toujours inférieure à la plus petite résistance du circuit. Par conséquent, avec une connexion parallèle, la conductance équivalente du circuit est égale à la somme des conductances des différentes branches.

1.4.3 Remplacement d'une source de courant par une source EMF Figure Remplacement d'une source de courant par une source EMF Le bilan de puissance est différent dans ces circuits car un courant différent circule à travers la résistance R. Le résultat de la résolution d’un problème doit toujours être réduit au schéma original. Pour un circuit avec une source de courant, la relation suivante est valable : J - I total - I R =0 (1.12)

1.5 Connexion des instruments de mesure aux circuits électriques Avant d'effectuer des mesures dans des circuits électriques, vous devez répondre aux questions suivantes, en fonction des réponses auxquelles un appareil de mesure est sélectionné : - un courant continu ou alternatif est présent dans ce circuit électrique. Si variable, alors laquelle (forme du signal, fréquence) ; - quel ordre de courants et de tensions y a-t-il dans ce circuit ; -quelle erreur de mesure nous satisfera.

1.5.1 Mesure de tension Pour mesurer la chute de tension sur n'importe quelle section du circuit, connectez-y un voltmètre en parallèle, en tenant compte de la polarité. Le voltmètre a une certaine résistance interne R v, par conséquent, pendant le fonctionnement, une partie du courant du circuit électrique traversera le voltmètre, modifiant ainsi le mode du circuit électrique lorsque le voltmètre est connecté. Cela signifie que le résultat de la mesure contiendra une erreur. Figure Mesure de la chute de tension aux bornes de R 2 avec un voltmètre

Tension sur R 2, un circuit constitué d'une source et de résistances R 1 et R 2 connectées en série sans voltmètre : (1.13) où R ext est la résistance interne de la source. Tension sur R 2, un circuit constitué d'une source et de résistances R 1 et R 2 connectées en série avec un voltmètre : (1.14) Si, alors Pour que le voltmètre n'affecte pas le circuit étudié, ils essaient de faire en sorte que le circuit interne résistance du voltmètre aussi grande que possible.

1.5.2 Mesure des courants Pour mesurer la quantité de courant circulant à travers un certain élément du circuit, un ampèremètre est connecté en série avec celui-ci dans la branche ouverte, en tenant compte de la polarité. Étant donné que l'ampèremètre a une certaine résistance R A, son inclusion dans un circuit électrique change de mode et le résultat de la mesure contient une erreur. Figure Mesurer le courant avec un ampèremètre

Intensité du courant dans un circuit constitué d'une source et de résistances R 1 et R 2 connectées en série sans ampèremètre : (1.15) où R ext est la résistance interne de la source. Intensité du courant dans un circuit constitué d'une source et de résistances R1 et R2 connectées en série avec un ampèremètre : (1.16) Où R ext est la résistance interne de la source ; R A - résistance ampèremétrique. Pour réduire les erreurs, ils essaient de rendre la résistance des ampèremètres aussi petite que possible.

1.5.3 Mesure de la puissance Pour mesurer la puissance consommée par n'importe quel élément du circuit, il est nécessaire que le compteur mesure la chute de tension à ses bornes et le courant qui le traverse et multiplie ces valeurs. Les wattmètres ont quatre bornes d'entrée : deux pour le courant et deux pour la tension. Figure : Schéma de circuit pour connecter un wattmètre pour mesurer la puissance consommée par R 2.

1.5.4 Circuits en pont Les circuits en pont sont utilisés pour mesurer la résistance. ac, cb, ad, bd - bras de pont. ab, cd - diagonales du pont. Dessin du pont de Wheatstone

Pour mesurer la résistance avec un pont équilibré, une résistance inconnue est incluse dans l'un de ses bras. En ajustant l'un des autres bras, en utilisant des résistances connues, l'équilibre du pont est atteint (c'est-à-dire lorsque le voltmètre indique zéro). Après cela, une résistance inconnue est découverte. Pour alimenter le pont, la valeur de la FEM E n'est pas significative. Il est important qu'il n'y ait pas d'échauffement notable des résistances et que la sensibilité du voltmètre soit suffisante. La résistance de l'appareil de mesure n'a pas non plus d'importance, car dans un état équilibré, la différence de potentiel entre les points c et d est nulle, donc aucun courant ne traverse le voltmètre. Des ponts déséquilibrés sont également utilisés, dans lesquels les bras ne sont pas ajustés et la valeur de la résistance inconnue est calculée en fonction des lectures d'un appareil de mesure doté d'une échelle spécialement calibrée. Lors de la mesure avec un pont déséquilibré, il est nécessaire de stabiliser la FEM E. (1,45)

1.5.5 Méthode de mesure de compensation La valeur EMF est mesurée à l'aide de potentiomètres. Le potentiomètre est conçu de telle manière que lors de la mesure de la valeur EMF E x, il n'y a pas de courant d'entrée. Potentiomètre à chiffres

Avant le travail, l'appareil est calibré : pour cela, tournez l'interrupteur en position . En utilisant R I, le courant de fonctionnement dans le circuit est ajusté de sorte que la chute de tension aux bornes de la résistance R soit égale à la valeur de la FEM d'un élément NE normal. Dans ce cas, le voltmètre doit afficher zéro. Pour mesurer l'EMF E X, l'interrupteur est déplacé en position, à l'aide du curseur calibré R p, le voltmètre indique zéro et les lectures de l'appareil sont lues.

1. La notion de « Circuit électrique » 2. Les principaux éléments d'un circuit électrique 3. Qu'est-ce qu'on appelle communément « circuits DC » ? 4.Comment la « source CEM » est-elle caractérisée ? 5. De quoi dépend la tension aux bornes d’une source réelle ? 6.Comment la « source de courant » est-elle caractérisée ? 7. De la loi d'Ohm pour un circuit complet. 8. Détermination par calcul de la conductivité. 9.Qu’est-ce qui caractérise « l’énergie électrique » ? 10. Loi d'Ohm généralisée pour une section d'un circuit avec une FEM. 11.Connexion en série des résistances. 12.Connexion parallèle des résistances. 13.Remplacement d'une source de courant par une source EMF, caractéristiques. 14.Connexion des instruments de mesure aux circuits électriques. 15.Mesure des tensions, technique. 16.Mesure des courants, technique. 17. Mesure de puissance, méthodologie. 18.Circuits en pont 19.Méthode de mesure de compensation QUESTIONS DE VÉRIFICATION Notes, ajouts La section d'un circuit électrique le long de laquelle circule le même courant est appelée une branche. La jonction des branches d’un circuit électrique s’appelle un nœud. Sur les schémas électriques, un nœud est indiqué par un point. Tout chemin fermé passant par plusieurs branches est appelé circuit électrique. Le circuit électrique le plus simple comporte un seul circuit ; les circuits électriques complexes comportent plusieurs circuits. Le mode adapté entre l'alimentation et le circuit externe se produit lorsque la résistance du circuit externe est égale à la résistance interne. Dans ce cas, le courant dans le circuit est 2 fois inférieur au courant de court-circuit. Les types de connexions les plus courants et les plus simples dans un circuit électrique sont les connexions en série et en parallèle.

Les éléments d'un circuit électrique sont divers appareils électriques pouvant fonctionner selon différents modes. Les modes de fonctionnement des éléments individuels et de l'ensemble du circuit électrique sont caractérisés par des valeurs de courant et de tension. Puisque le courant et la tension peuvent généralement prendre n’importe quelle valeur, il peut exister un nombre infini de modes. Le mode veille est un mode dans lequel il n'y a pas de courant dans le circuit. Cette situation peut se produire lors d'une coupure de circuit. Le mode nominal se produit lorsque la source d'alimentation ou tout autre élément du circuit fonctionne aux valeurs de courant, de tension et de puissance spécifiées dans le passeport de cet appareil électrique. Ces valeurs correspondent aux conditions de fonctionnement les plus optimales de l'appareil en termes d'efficacité, de fiabilité, de durabilité, etc. Le mode court-circuit est un mode où la résistance du récepteur est nulle, ce qui correspond à la connexion des bornes positives et négatives de la source d'alimentation avec une résistance nulle. Le courant de court-circuit peut atteindre des valeurs élevées, plusieurs fois supérieures au courant nominal. Par conséquent, le mode court-circuit constitue une urgence pour la plupart des installations électriques.

Références Principal 1. Fondements de la théorie des circuits. G. V. Zeveke, P. A. Ionkin, A. V. Netushil, S. V. Strakhov. M. : Energoatomizdat, 1989, 528 p. 2.Fondements théoriques du génie électrique. Volume 1. L. R. Neiman, K. S. Dimirchyan L. : Energoizdat, 1981, 536 p. 3.Fondements théoriques du génie électrique. Tome 2. L. R. Neiman, K. S. Dimirchyan L. : Energoizdat, 1981, 416 p. 4.Fondements théoriques du génie électrique. Circuits électriques. L. A. Bessonov M. : Plus haut. école, 1996, 638 p. Supplémentaire 1. Fondements de la théorie des circuits électriques. Tatur T.A. Supérieur école, 1980, 271 p. Recueil de tâches et d'exercices sur les fondements théoriques du génie électrique. /Éd. P.A. Ionkina. M. : Energoizdat, 1982, Guide 768 de travail de laboratoire sur la théorie des circuits linéaires de courant continu et sinusoïdal. /Éd. V. D. Eskova - Tomsk : TPU, 1996, 32 pp. Guide des travaux de laboratoire sur les modes stationnaires des circuits non linéaires et les processus transitoires dans les circuits linéaires. /Éd. V.D. Eskova - Tomsk : TPU, 1997, 32 p.

Schémas électriques. Éléments et paramètres des circuits électriques

professeur de physique, établissement d'enseignement municipal « École secondaire n° 1 avec UIOP », Nadym Roschinskaya Antonina Anatolyevna

Circuit électrique est un ensemble d'appareils et d'objets qui forment le chemin du courant électrique. Un appareil distinct qui fait partie d'un circuit électrique et y remplit une fonction spécifique est appelé un élément du circuit électrique.

• Circuit électrique est un ensemble d'appareils et d'objets qui forment le chemin du courant électrique. Un appareil distinct qui fait partie d'un circuit électrique et y remplit une fonction spécifique est appelé élément de circuit électrique.
• Un circuit électrique se compose d'une source d'énergie électrique, de consommateurs et de fils de connexion reliant la source d'énergie électrique au consommateur.

Classement des circuits électriques par type de courant :

• CC ;
• CA ;
par composition d'éléments :
• circuits actifs;
• circuits passifs;
• circuits linéaires;
• circuits non linéaires ;
par la nature de la distribution des paramètres :
• avec des paramètres regroupés ;
• avec des paramètres distribués ;
par nombre de phases (pour courant alternatif) :
• monophasé;
• multiphasé (principalement triphasé).

Éléments auxiliaires du circuit électrique :

• commandes (interrupteurs, interrupteurs, contacteurs);
• protection (fusibles, relais, etc.) ;
• régulation (rhéostats, stabilisateurs de courant et de tension, transformateurs) ;
• contrôle (ampèremètres, voltmètres, etc.)

Source d'énergie électrique- est un convertisseur de tout type d'énergie non électrique en énergie électrique.

• Types de convertisseurs :
• électromécanique (générateurs de courant alternatif et continu);
• électrochimique (piles voltaïques, batteries, piles à combustible) ;
• thermoélectrique (contact, semi-conducteur).
Récepteurs d'énergie électrique convertir l'énergie électrique en d'autres types d'énergie :
• mécanique (moteurs électriques, électro-aimants) ;
• thermique (fours électriques, machines à souder, ...) ;
• lumière (lampes électriques, spots);
• chimique (batteries pendant la charge, bains électrolytiques).

Schéma du circuit électrique est une image graphique d'un circuit électrique contenant des symboles de ses éléments, montrant les connexions de ces éléments.

• Schéma du circuit électrique est une image graphique d'un circuit électrique contenant des symboles de ses éléments, montrant les connexions de ces éléments.
• Types de régimes : de construction; fonctionnel; fondé sur des principes; salle d'installation, etc.
• Sur diagramme schématique La composition complète des éléments est donnée et toutes les connexions entre eux sont indiquées. Ce schéma donne une compréhension détaillée des principes de fonctionnement du produit (installation).

Un circuit électrique est un système de dispositifs qui fournissent

passage du courant électrique.

Un schéma est une représentation graphique d'un circuit électrique.

Une branche est une section d'un circuit le long de laquelle circule le même courant.

Un nœud est une jonction de trois branches ou plus.

Un circuit est un chemin fermé passant par plusieurs branches.

Un circuit indépendant est un circuit dans lequel au moins une branche n'appartient pas à d'autres circuits.

N=4 – nombre de nœuds

M=6 – nombre de branches

Symboles pour les appareils électriques :

Condensateur fixe	Inducteur		Diode semi-conductrice				Microphone
Transistor de type NPN			Stator. Enroulement du stator.		Diode Zener		Photodiode
Transistor de type PNP			Rotor avec bobinage, collecteur et balais
Phototransistor			Sirène électrique	Mise à la terre, désignation générale
Transformateur			Thermistance			Lampe de signalisation
DC		CA	Photorésistance	Résonateur piézoélectrique

PARAMÈTRES DE BASE DU CIRCUIT ÉLECTRIQUE PARAMÈTRES DE BASE DU CIRCUIT ÉLECTRIQUE

• Tension (EMF) de la source d'énergie électrique – U(B).
• Puissance de la source d’énergie électrique – P (W).
• La résistance du récepteur d'énergie électrique est R(Ohm).
• Puissance du récepteur d'énergie électrique – P(W).

SCHÉMAS ÉLECTRIQUES

SCHÉMAS ÉLECTRIQUES

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Légendes des diapositives :

Circuit électrique et ses composants Grishina L.A., professeur de physique MKS (K) OU S (K) École secondaire 37 I II, Novossibirsk

CIRCUITS ÉLECTRIQUES Afin de créer un courant électrique, il est nécessaire de créer un circuit électrique fermé d'appareils électriques.

Le circuit électrique le plus simple se compose de : 1. une source de courant ; 2. consommateur d'électricité (lampe, cuisinière électrique, moteur électrique, chaudière électrique, appareils électroménagers) ; 3. dispositifs de fermeture et d'ouverture (interrupteur, bouton, clé, interrupteur) ; 4. fils de connexion.

Circuit électrique Le circuit électrique le plus simple, composé d'un élément galvanique, d'une lampe et d'une clé

Schéma électrique Les dessins qui montrent comment les appareils électriques sont connectés dans un circuit sont appelés schémas électriques.

Symboles Sur les schémas électriques, tous les éléments du circuit électrique comportent des symboles.

1 - élément galvanique. 2 - batterie d'éléments 3 - connexion des fils 4 - intersection des fils sur le schéma sans connexion 5 - bornes de connexion 6 - clé 7 - lampe électrique 8 - sonnerie électrique 9 - résistance (ou sinon résistance) 10 - élément chauffant 11 - fusible

RHEOSTAT Il existe des résistances dont la valeur peut varier en douceur. Il peut s'agir de résistances variables ou de résistances appelées rhéostats.

Symbole du rhéostat À l'aide du curseur mobile 2, vous pouvez augmenter ou diminuer la quantité de résistance (entre les contacts 1 et 2) incluse dans le circuit électrique.

Intéressant! Le professeur allemand G.K. Lichtenberg de Gettengen a été le premier à proposer l'introduction de symboles électriques et à les justifier application pratique et je l'ai utilisé dans mes travaux ! Grâce à lui, des signes mathématiques plus et moins apparaissent en électrotechnique pour désigner les charges électriques.

Devoir §33, exercice 13, p.79

Littérature Peryshkin A.V. Physique. 8e année : Manuel pour l'enseignement général établissements d'enseignement/ A. V. Peryshkin, E. M. Gutnik – M. : Outarde, 2012 http:// fizika-class.narod.ru / Images provenant de pages Internet librement accessibles

Sur le thème : évolutions méthodologiques, présentations et notes

Présentation "Circuit électrique et ses composants"

Ce matériel peut être utilisé dans un cours de physique en 8e année sur le thème « Circuit électrique et ses composants » lors de l'étude ou de la révision de ce sujet....

Présentation "Dictée physique. Circuit électrique et ses composants"

Présentation pour un cours de physique en 8e "Dictée physique. Circuit électrique et ses composants." La dictée contient non seulement des questions sur les circuits électriques, mais aussi des questions de répétition.

Conférence n°1

Conférence n°1
Sujet : « Basique
notions théoriques
électrique
chaînes"

Questions d'étude

1. Présentation.
2. Le concept de circuit électrique.
3. Grandeurs électriques de base :
courant électrique, tension,
EMF, puissance et énergie.
4. Passifs idéalisés
éléments. Circuits équivalents réels
éléments de circuits électriques.
5. Éléments actifs idéalisés.
Circuits équivalents pour sources réelles.

Littérature

1. Popov V.P. Bases de la théorie des circuits :
Manuel spécial pour les universités.
"Ingénierie Radio". - M. : Ecole Supérieure,
2007, p. 6-36.
2. Kasatkin A.S., Nemtsov M.V.
Génie électrique : manuel pour
étudiants non-électriciens
spécialités des universités – M. : Supérieur.
école, 2003, p. 4-15.

Contenu et sujet de la discipline
"Théorie des circuits électriques"
Le contenu de la discipline est constitué de tâches
analyse et synthèse de linéaires et non linéaires
circuits électriques, étudier comment
côté qualitatif et quantitatif
processus établis et transitoires,
circulant dans divers appareils électroniques
instruments et appareils.
Le sujet de la théorie des circuits est le développement de l'ingénierie
méthodes d'étude des processus en génie électrique et
dispositifs radioélectroniques basés sur le remplacement de ceux-ci
appareils avec des modèles simplifiés, les processus dans lesquels
sont décrits en termes de courants et de tensions.

Composition du circuit électrique

GOST R52002-2003
"Génie électrique.
Conditions et
définitions
notions de base"
Électrique
chaîne
Circuit électrique –
Ce
totalité
appareils
Et
des objets,
formation
chemin
Pour
électrique
actuel,
électromagnétique
processus dans lesquels ils peuvent
être décrit à l'aide
notions
à propos
électromoteur
force,
électrique
actuel
Et
tension électrique.
Sources
électrique
énergie
Récepteurs
électrique
énergie
Auxiliaire
éléments

Connexion série
conducteurs
Diagramme schématique
Schéma de câblage

Connexion parallèle
conducteurs
Diagramme schématique
Schéma de câblage

Hypothèses de base et
principes de la théorie des circuits
La théorie des circuits suppose :
Chaque élément de la chaîne est entièrement caractérisé
relation entre le courant et la tension
ses pinces, tandis que les processus se déroulant
les éléments intérieurs ne sont pas pris en compte.
Basé sur la théorie des circuits électriques
réside le principe de la modélisation. DANS
conformément à ce principe, réel
les éléments du circuit sont remplacés par leurs éléments simplifiés
modèles construits à partir d’idéalisés
éléments.

Éléments bipolaires idéalisés

EDI
Idéal
résistance
Parfait
bobine inductive
Idéal
condensateur
Idéal
source
tension
Idéal
source
actuel

Concept de courant électrique

Le courant de conduction électrique est un phénomène directionnel
mouvements de transporteurs gratuits charge électrique V
substance ou dans un vide, caractérisé quantitativement
quantité scalaire égale à la dérivée temporelle de
charge électrique transportée gratuitement
porteurs de charge à travers la surface considérée.
q dq
je (t)lim
t 0 t
dt
qq
je(t) je const
t t
Le courant électrique continu ne change pas avec le temps.
mouvement unidirectionnel de particules chargées (charges).
Direction positive conditionnelle du courant dans les calculs
les circuits électriques peuvent être entièrement sélectionnés
arbitrairement.

Grandeurs et unités électriques
leurs mesures
La valeur instantanée du courant est
changement de taux de charge dans
temps:
q dq
je lime
.
t 0 t
dt
André-Marie
Ampère 1775 - 1836
L'unité SI de courant est
ampère (A).
Génie électrique et électronique
Diapositive 4
Dovgun V.P.

Force actuelle. Unités de courant. Ampèremètre.
La charge circulant à travers une section donnée d'un conducteur dans
unité de temps, caractérise le courant électrique.
Le courant dans le circuit est mesuré à l'aide d'un appareil spécial - un ampèremètre.
Schéma de connexion : l'ampèremètre est connecté au réseau électrique
circuit en série avec l'élément dans lequel il mesure
courant électrique.
Un ampèremètre est un appareil électrique permettant de mesurer le courant.
Ampèremètre
Ampèremètre
technique de laboratoire
Ampèremètre
démonstration
AMPER André Marie
(22.I 1775 - 10.VI 1836)
physicien français
mathématicien et chimiste
Conditionnel
désignation sur
diagrammes

Notion de tension

1
UN
A E dl FE dl
qA
q
UN
B
Edl
B
DANS
u A B E dl
UN
Tension électrique entre les points A et B d'un circuit électrique
(ou la différence de potentiel entre les points A et B) est un travail
provoqué par le champ électrique qui force à se déplacer
charge positive unitaire le long d'un chemin arbitraire depuis
point A au point B du champ et égal à l'intégrale linéaire
intensité du champ électrique.

Notion de tension

w dw
tu es lim
q 0 q
qq
Tension entre les points A et B du réseau électrique
le circuit peut être défini comme la limite
rapport d'énergie du champ électrique w,
dépensé pour le transfert de positif
charge q du point A au point B jusqu'à cette charge à
Unité de tension
dans le système SI - volt (V).
q 0

Luigi Galvani (1737-1798)

L'expérience de Luigi Galvani avec les cuisses de grenouilles

Alexandre Volta(1745-1827)

Cellule galvanique (ou chimique)
Alexandre Volta

Le concept de CEM

Force électromotrice –
quantité scalaire,
numériquement égal au travail
forces extérieures
dépensé pour
mouvement d'un seul
charge positive
à l'intérieur de la source de
serrage avec moins
potentiel terminal avec
grand potentiel.
Quelle que soit la nature des forces externes, la source EMF
numériquement égal à la tension entre les bornes de la source
énergie en l'absence de courant, c'est-à-dire en mode veille
progrès.

Tension électrique. Unités
tension. Voltmètre
Voltmètre –
électrique
appareil pour
mesures
tension.
.
Schéma de connexion :
le voltmètre est allumé
circuit électrique
parallèlement à ça
élément sur lequel il
mesure la tension.
Symbole allumé
diagrammes
VOLTA Alessandro (1745-1827) italien
physicien et physiologiste
Voltmètre technique
Voltmètre
laboratoire
Voltmètre de laboratoire

Concept de puissance et d'énergie

w dw
tu es lim
q 0 q
qq
dw udq uidt
Énergie,
dépensé pour
mobile
charge:
dw dq dw
pui
dq dt dt
q
w udq
0
t
uidt

Concept de puissance et d'énergie

Puissance instantanée
section de chaîne :
dw
p
interface utilisateur.
dt
t
w(t)
pdt
Pouvoir
mesuré en
watts (W)
James Watt
1736 – 1819
Énergie
mesuré en
joules (J)
W w(t 2) w(t1)
t2
pdt
t1
James Joule
1818 – 1889

Détermination expérimentale de la puissance
courant électrique
P U I
1 W 1 V A

Un circuit électrique peut être consommateur et
source d'énergie
Si les signes correspondent
tension et courant
positif. Ce
correspond à la consommation
section énergétique du circuit.
Si les signes ne correspondent pas
tension et courant
négatif. Cela signifie,
que la section de chaîne est
source d'énergie.
pui 0
pui 0

Élément résistif
Élément résistif –
élément idéalisé
ce qui n'arrive que
transformation irréversible
énergie électromagnétique dans
chaleur et autres types d’énergie.

Désignation graphique conventionnelle et caractéristique courant-tension d'un élément résistif

Élément résistif
Caractéristiques courant-tension du non linéaire
éléments résistifs
Lampe à incandescence
Diode semi-conductrice

Élément résistif
Si la caractéristique courant-tension est droite, passant
à travers
commencer
coordonnées
Que
La résistance est dite linéaire.
Loi d'Ohm :
u R Ri R
je R Gu R
R – résistance
Georg Simon Ohm
1789 – 1854
tu Ri
L'unité de résistance est l'Ohm.

Élément résistif
Loi d'Ohm :
je Gu
Conductivité:
G1
Werner de Siemens
1816-1892
R.
Unité de conductivité – Siemens
(Cm).
Génie électrique et électronique
Diapositive 14
Dovgun V.P.

Résistance électrique. Unités
résistance. Loi d'Ohm pour une section d'un circuit.
Un ohmmètre est un appareil électrique permettant de mesurer la résistance d'un conducteur.
Définition : la résistance est une mesure de la réaction d'un conducteur
y établir un courant électrique.
Désignation : R.
Unité : 1 ohm.
Formule de définition :
U
R.
je
Ohm Georg Simon
(1787-1854)
physicien allemand
- résistance spécifique de la substance,
l est la longueur du conducteur, S est l'aire de la transversale
sections transversales des conducteurs.
Schéma de connexion :
l'ohmmètre s'allume
semblable à un ampèremètre
avec une source actuelle
et une résistance variable,
nécessaire pour
mettre l'échelle à zéro.
Conditionnel
désignation sur
diagrammes
Ohmmètre de laboratoire

Chauffage électrique des conducteurs
choc électrique Loi Joule-Lenz.
U I R
A IUT I IRt I Rt
2
PR u R iR Ri R2 GuR2
t
t
t
WR (t) PR dt R i dt G u R2 dt 0
2
R.
JOLE JAMES
PRÉSCOTT
(1818-1889), anglais
physicien
Lenz Emilius
Kristianovitch
(1804-1865),
russe
physicien
U
je
R.
U
U 2t
UN
Utah
R.
R.

Travail du courant électrique
!
Un point
1 J 1 W s
1Wh 3600 J
1kWh 1000Wh 3600000 J

Élément inductif

Li
Ampli Weber
caractéristiques
N
F
k1
À
NF

d
e
dt
Michael Faraday (1791-1867)

Loi de l'induction électromagnétique
Michael Faraday (ouvert en 1831)
d
e
dt
diL
u L e L
dt
1
jeL
L
t
toi
L
dt
diL
PL u L iL LiL
dt
Cette loi établit la relation entre le magnétique et
phénomènes électriques.
Formulation : EMF d'induction électromagnétique, en
le contour est numériquement égal et opposé dans
signe du taux de variation du flux magnétique
à travers la surface délimitée par ce contour.

Élément capacitif

q=CUс
duC
IC C
dt
IC
qq
dq duC
dt
duC
dt
uC
1
C
t
je
C
dt
duC
PC uC iC uC
dt

Circuits équivalents d'éléments réels d'un circuit électrique

CONCLUSIONS : 1. Plus la précision requise est élevée, plus le nombre est grand.
facteurs sont pris en compte, et plus le système sera complexe
remplacement de chaque élément.
2. Afin de réduire la complexité des calculs, ils s'efforcent d'utiliser
circuits équivalents simplifiés contenant un minimum
nombre d'éléments autorisé.
3. Les circuits équivalents du même élément peuvent avoir des
type en fonction de la gamme de fréquences considérée.

Source de tension idéale (source
tension, source emf) est
élément actif idéalisé, tension
dont les bornes ne dépendent pas du courant qui les traverse
pinces.
u=e(t)
2
2
p
1
R.
toi
1
R.
e
(t)
je u / Rн (1 / Rн)e(t)
n
n
La source de tension idéale peut être
considéré comme une source d'énergie, interne
dont la résistance est nulle.

Source de courant idéale (source de courant) -
c'est un élément actif idéalisé,
dont le courant ne dépend pas de la tension aux bornes
ses pinces.
je = j (t)
u Rнi Rн j (t) p Rнi 2 Rн j 2 (t)
Une source de courant idéale peut être considérée comme une source
énergie avec une conductivité interne infinitésimale
(résistance interne infiniment grande).

Circuits équivalents pour sources réelles

Caractéristiques externes des sources réelles

U E RinI
E
J.
R dans n
I J Gв nU
G en n
1
R dans n
J.
E
G en n
R dans n
1
G en n

Merci de votre attention !!!

Concepts de base de la topologie des circuits

Le nœud de la chaîne est
indépendant si
attaché à lui cependant
il y aurait une nouvelle succursale, non
correspondant plus tôt
considéré
nœuds.
Le circuit est
indépendant s'il
contient au moins un
nouvelle succursale, pas
inclus dans plus tôt
considéré
contours.

Équations composantes d'éléments idéalisés

uL L
diL
dt
uR = RiR
iR = GuR
iR
t
jeL
1
u L dt
L
vous
R.
vous
je
G
u = e(t)
je = j(t)
duC
IC C
dt
uC
1
C
t
je
C
dt
u = E – Ri je
je = J – Giu

Modélisation mathématique des branches de circuits électriques basée sur des équations de composants

u1 R1i1 L1
u 2 R2i2 ;
di3
u3 L3
;
dt
1
vous 4 R3i4
C
di1
e;
dt
t
je
4
dt.

Première loi de Kirchhoff

La première loi de Kirchhoff est la loi
équilibre des courants dans un circuit dérivé,
est formulé pour les nœuds d’un circuit électrique.
On y lit : la somme algébrique des courants dans
n'importe quel nœud du circuit électrique dans n'importe quel
le moment du temps est égal à zéro, c'est-à-dire
m
je
k1
k
(t)0
I1 – I2 – I3 + J = 0.

Deuxième loi de Kirchhoff

La deuxième loi de Kirchhoff est la loi
équilibre du stress dans les zones fermées
circuits, formulés pour les circuits
circuit électrique.
On y lit : algébrique
somme
tension dans n'importe quel fermé
circuit à tout moment
égal à zéro :
n
toi
k1
k
(t)0

Deuxième loi de Kirchhoff

Deuxième formulation du deuxième
Loi de Kirchhoff : algébrique
la quantité de force électromotrice dans n'importe quel circuit fermé
circuit circuit à tout moment
le temps est égal à l'algébrique
la somme des tensions chute
éléments de ce circuit :
m
e
k1
k
n
(t) royaume-uni (t)
k1

Exemple 1.

uR1 uba uJ uR 2 u12 uR3 ucd uR 4 0
e1 e4 R1i1 u J u12 R2i2 R3i3 R4i4

Exemple 2.

1
di
Ri idt L
e(t)
C
dt

Principaux problèmes de la théorie des circuits

x(t) x1 (t), x2 (t),..., xn (t)
S (t) s1 (t), s2 (t),..., sm (t)
Les problèmes d'analyse de circuits sont des problèmes dans lesquels
connu sous une influence externe x(t),
les configurations et les paramètres du circuit sont déterminés
réaction en chaîne S(t).
Les problèmes de synthèse sont des problèmes qui nécessitent
déterminer la structure et les paramètres du circuit en
étant donné la réaction en chaîne S(t) à certains
influence externe x(t).