Notions générales d'électricité
Qu'est-ce que l'électricité ?
Le courant électrique correspond à un déplacement ordonné d'électrons, à ce titre il peut être considéré comme un fluide.
Ce déplacement n'est possible que dans des matériaux conducteurs comme les métaux, le graphite ou le corps humain, auxquels on applique une tension électrique.
Les matériaux qui ne conduisent pas le courant comme le verre, les matières plastiques ou la céramique sont dit isolants.
Définition : C'est quoi un électron ?
L'électron est une particule qui gravite autour du noyau de l'atome.
Dans le cas d'un matériau conducteur, des électrons dits libres peuvent se déplacer d'un atome à un autre et créer un courant électrique.
Grandeurs physiques de l'électricité
Tension et intensité
L'électricité est la différence de potentiel qu'il existe entre 2 bornes d'un circuit portées à des potentiels différents et que l'on peut représenter par un cours d'eau soumis à une dénivellation. Ce déséquilibre, qui existe par exemple aux bornes du générateurs, permet au courant de circuler.
Le potentiel de référence pris comme plus bas potentiel est la terre ce qui, par analogie, pourrait correspondre au niveau moyen des mers pour un liquide.
La tension est symbolisée par la lettre : U et se mesure en Volt (V)
L'intensité peut être définie par la quantité d'électrons passant dans un conducteur équivalent au débit d'un liquide.
L'intensité est symbolisée par la lettre : I et se mesure en Ampère (A)
Résistance électrique, loi d'Ohm
La résistance électrique d'un circuit est la capacité de ce circuit à s'opposer au passage du courant à l'image d'un liquide soumis à diminution de section d'une canalisation.
La résistance électrique est définie par la relation :
_____________________ U=R*I _____________________
La résistance est symbolisée par la lettre : R et se mesure en Ohm (Ω)
La puissance électrique
La puissance électrique correspond à la consommation d'un récepteur soumis à une tension U et traversé par un courant.
La puissance électrique est définie par la relation :
_____________________ P=U*I _____________________
La puissance est symbolisée par la lettre : P et se mesure en Watt (W)
On retrouve sur chaque appareil électrique l'indication de sa puissance nominale qui correspond à sa consommation en fonctionnement normal.
Dans un circuit électrique, les puissances des récepteurs placés en parallèle s'additionnent.
Puissance électrique en courant alternatif
La puissance électrique en courant alternatif ne dépend pas uniquement des valeurs de tension et d'intensité mais également du facteur de puissance de l'angle de déphasage entre l'intensité et la tension : cos φ.
Réseau monophasé :
__________ P=U*I*cos φ __________
Réseau triphasé :
__________ P=√3*U*I*cos φ __________
Énergie électrique
L'énergie électrique est fournie par le courant électrique, elle correspond à la puissance liée au temps.
L'énergie est définie par la relation :
__________W=P*t __________
L'énergie est symbolisée par la lettre : W et se mesure en Wattheure (Wh)
(P est la puissance en Watt et t est le temps en heure)
L'énergie peut être également exprimée en Joule (J)
(P est la puissance en Watt et t es le temps en seconde)
L'énergie électrique peut être transformée en d'autres énergies : thermique avec les convecteurs, mécanique avec les moteurs, lumineuse avec l'éclairage.
Énergie électrique dissipée
L'énergie dissipée représente la mesure de la consommation électrique d'un ou plusieurs récepteurs. L'énergie dissipée est également associée aux pertes par effet joules d'un circuit.
__________W=RI2*t __________
En terme de consommation électrique, les compteurs EDF pour les applications professionnels utilisent le kWh (kilowattheure) en tarif Jaune.
____ 1 kWh=3 600 000 j ____
Différents types de courant
Deux types de courants sont principalement utilisés dans les réseaux électriques : le courant continu et le courant alternatif.
Le courant continu est également produit par des piles et des batteries. Il correspond à une tension délivrée constante où s'écoule un courant constant.
Le courant alternatif est produit par des machines tournantes que l'on appelle alternateurs.
C'est le courant qui est distribué par le réseau EDF et qui est aux bornes de vos prises de courant 230V par exemple.
Il correspond à une variation régulière suivant une forme d'onde sinusoïdale de la tension et de l'intensité qui change de sens "alternativement".
Le courant alternatif est caractérisé par sa fréquence mesurée en Hertz. En France , le réseau est 50Hz.
Réseaux électriques basse tension
Le courant monophasé correspond à une tension de 230V entre la phase et le neutre du câble électrique.
Le monophasé est utilisé pour la plupart des applications courantes.
Le courant triphasé correspond à une tension de 400V entre chacune des 3 phases et de 230V entre chaque phase et neutre.
Le triphasé est utilisé pour des installations de fortes puissances.
La liaison à la terre permet de protéger les personnes contre les contacts indirects dus à des défauts d'isolement.
L'ensemble des masses métalliques d'une installation doivent être interconnectées à un conducteur de couleur vert/jaune, de section appropriée, et reliées à une même prise de terre
Le courant alternatif triphasé
Le courant alternatif triphasé est généré par des champs tournants produits par les 3 enroulements d'une machine tournante appelée alternateur.
Dans un réseau triphasé, chaque tension est décalée de 120° correspondant à 3 sinusoïdes distinctes décalées chacune d'1/3 de période.
Tension simple et tension composée
En courant alternatif triphasé basse tension on distingue 2 types de tensions :
- Les tensions simples mesurées entre le neutre et la phase : V
- Les tensions composées mesurées entre les phases : U
Tensions simple : V1=V2=V3=230V
Tensions composée : U1=U2=U3=400V
La relation qui lie U et V s'exprime par la formule : U= V * √3
Fondamental : A RETENIR
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