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OFPPT ROYAUME DU MAROC MODULE N°:2 ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU SECTE

OFPPT ROYAUME DU MAROC MODULE N°:2 ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU SECTEUR : ELECTROTECHNIQUE SPECIALITE : MMOAMPA NIVEAU : TECHNICIEN SPECIALISE ANNEE 2007 Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 1 Document élaboré par : Nom et prénom EFP DR Mme ELKORNO NAIMA CDC - GE Révision linguistique - - - Validation - - - Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 2 SOMMAIRE RESUME THEORIQUE.............................................................................................. 8 I. Méthodes de production d’électricité .................................................................... 9 I.1 Électricité statique........................................................................................... 9 I.1.1 Charge électrique ..................................................................................... 9 I.1.2 Loi de Coulomb......................................................................................... 9 I.1.3 Potentiel.................................................................................................. 10 I.1.4 Production de l’électricité statique .......................................................... 10 I.2 Électricité dynamique.................................................................................... 11 I.2.1 Courant électrique .................................................................................. 11 I.2.2 Sens du courant électrique ..................................................................... 12 I.2.3 Magnétisme et électromagnétisme......................................................... 12 I.3 Production de l’électricité.............................................................................. 13 I.3.1 Méthode chimique .................................................................................. 13 I.3.2 Méthode électromagnétique ................................................................... 13 I.3.3 Méthode thermique................................................................................. 13 I.3.4 Méthode photoélectrique ........................................................................ 14 I.3.5 Méthode piézo-électrique ....................................................................... 14 I.4 Types de courant électrique ......................................................................... 14 I.4.1 Courant continu ...................................................................................... 14 I.4.2 Courant alternatif .................................................................................... 15 I.4.3 Courant pulsatif....................................................................................... 15 I.5 Effets du courant électrique.......................................................................... 16 I.5.1 Effet thermique ....................................................................................... 16 I.5.2 Effet chimique......................................................................................... 16 I.5.3 Effet magnétique..................................................................................... 16 II. Caractéristiques des composants de circuits à courant continu ...................... 16 II.1 Conducteurs et câbles............................................................................... 17 II.1.1 Conducteurs ........................................................................................ 17 II.1.2 Câbles ................................................................................................. 17 II.2 Résistances ............................................................................................... 19 II.2.1 Types de résistances........................................................................... 19 II.2.2 Symboles............................................................................................. 20 II.2.3 Puissance de dissipation ..................................................................... 20 II.2.4 Code des couleurs............................................................................... 21 II.3 Sources de tension.................................................................................... 21 II.3.1 Types de sources ................................................................................ 21 II.3.2 Symboles............................................................................................. 22 II.4 Interrupteurs .............................................................................................. 22 II.5 Fusibles et disjoncteurs ............................................................................. 23 II.6 Condensateurs .......................................................................................... 24 II.7 Inductances ............................................................................................... 26 III. Loi d’Ohm et expression de la puissance ........................................................ 27 III.1 Loi d’Ohm .................................................................................................. 27 III.2 Puissance électrique.................................................................................. 27 III.2.1 Puissance disponible........................................................................... 28 III.2.2 Puissance dissipée.............................................................................. 28 IV. Différents groupements de composants .......................................................... 29 IV.1 Groupement série...................................................................................... 29 Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 3 IV.1.1 Schématisation .................................................................................... 29 IV.1.2 Caractéristiques électriques................................................................. 30 IV.1.3 Résistance équivalente........................................................................ 30 IV.1.4 Inductance équivalente........................................................................ 30 IV.1.5 Capacité équivalente ........................................................................... 31 IV.2 Groupement parallèle ................................................................................ 31 IV.2.1 Schématisation .................................................................................... 31 IV.2.2 Caractéristiques électriques................................................................. 32 IV.2.3 Résistance équivalente........................................................................ 33 IV.2.4 Inductance équivalente........................................................................ 33 IV.2.5 Capacité équivalente ........................................................................... 34 IV.3 Groupement des piles................................................................................ 34 IV.3.1 Groupement série................................................................................ 34 IV.3.2 Groupement parallèle .......................................................................... 35 IV.4 Groupement mixte ..................................................................................... 35 V. Caractéristiques des constantes de temps RC et RL dans des circuits........... 36 V.1 Circuit RC .................................................................................................. 36 V.1.1 Charge d’un condensateur .................................................................. 36 V.1.2 Constante de temps............................................................................. 37 V.1.3 Décharge d’un condensateur............................................................... 37 V.1.4 Courbes de charge et de décharge ..................................................... 38 V.2 Circuit RL................................................................................................... 39 V.2.1 Réaction d’un circuit résistif ................................................................. 39 V.2.2 Réaction d’un circuit inductif ................................................................ 40 V.2.3 Constante de temps............................................................................. 41 VI. Simplification des circuits................................................................................. 42 VI.1 Circuit série................................................................................................ 42 VI.1.1 La loi des mailles : ............................................................................... 42 VI.2 Circuit parallèle.......................................................................................... 45 VI.2.1 La loi des nœuds : ............................................................................... 46 VI.3 Circuit mixte............................................................................................... 48 VI.4 Exercices ................................................................................................... 53 VII. Code de couleurs des composants.................................................................. 54 VII.1 Le code de couleurs des résistances...................................................... 54 VII.1.1 Le marquage à trois bandes ............................................................. 55 VII.1.2 Le marquage à quatre bandes.......................................................... 55 VII.1.3 Le marquage à cinq bandes ............................................................. 56 VII.1.4 Le marquage à six bandes................................................................ 56 VII.2 Le code de couleurs des condensateurs ................................................ 56 VII.3 Multiples et sous-multiples des unités de mesure................................... 57 VIII. Caractéristiques des appareils de mesure en courant continu ..................... 58 VIII.1 Appareils de mesure analogiques........................................................... 58 VIII.1.1 Principe de fonctionnement .............................................................. 58 VIII.1.2 Classification des appareils de mesure analogiques ........................ 59 VIII.1.3 Marquage des appareils de mesure ................................................. 59 VIII.1.4 Caractéristiques métrologiques des appareils de mesure ................ 59 VIII.1.5 Interprétation des lectures des instruments analogiques.................. 62 VIII.2 Appareils numériques............................................................................. 64 VIII.2.1 Propriétés des appareils numériques ............................................... 65 VIII.2.2 Caractéristiques des appareils de mesure numériques .................... 65 Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 4 IX. Branchement des instruments de mesure ....................................................... 65 IX.1 Ampèremètres ........................................................................................... 65 IX.2 Voltmètres ................................................................................................. 66 IX.3 Ohmmètres................................................................................................ 67 IX.4 Wattmètres ................................................................................................ 67 IX.5 Multimètre.................................................................................................. 68 IX.5.1 Types de multimètre ............................................................................ 68 IX.5.2 Branchement du multimètre................................................................. 68 X. Définition de la résistance interne d’une source .............................................. 70 GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES......................................................................... 73 Exercices.................................................................................................................. 74 TP 1 : Groupements de composants ........................................................................ 76 TP 2 : Loi d’Ohm et expression de la puissance....................................................... 78 TP 3 : Caractéristiques des constantes de temps RC ( ou RL) des circuits ............ 80 TP 4 : Mesure de grandeurs électriques.................................................................. 85 TP 5 : Mesure des valeurs des grandeurs électriques aux différents points d’un circuit ........................................................................................................................ 90 TP 6 : Mesure de la puissance consommée par un circuit en courant continu........ 94 TP 7 : Erreurs de mesures dans un circuit à courant continu .................................. 97 TP 8 : Définition de la résistance interne d’une source à courant continu ..............101 EVALUATION..........................................................................................................103 Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 5 MODULE 2 : ANALYSE DES CIRCUITS À C. C. Code : Durée : 60 h OBJECTIF OPÉRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit analyser un circuit à courant continu selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent. CONDITIONS D’ÉVALUATION À partir : - de directives ; - d’un circuit mixte comprenant six résistances ; - du schéma du circuit. À l’aide : - d’outils, d’instruments de mesure et d’équipements appropriés. CRITÈRES GÉNÉRAUX DE PERFORMANCE Respect des règles de santé et de sécurité. Utilisation appropriée des instruments et de l’équipement. Travail soigné. Démarche de travail structuré. (à suivre) Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 6 OBJECTIF OPÉRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT(suite) PRÉCISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU Analyser les circuits de base à courant continu CRITÈRES PARTICULIERS DE PERFORMANCE - Interprétation correcte des relations de bases en courant continu - Identification des caractéristiques des différents dipôles - Utilisation correcte des appareils de mesure Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 7 PRESENTATION DU MODULE L’objectif de ce module est de faire acquérir les connaissances liées à l’application des lois de l’électricité, au calcul des valeurs d’un circuit, à la prise de mesure de ces valeurs ainsi qu’à la justification des écarts entre les calculs et les mesures. Ce module vise à rendre le stagiaire apte à analyser un circuit à courant continu. Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 8 Module 2 : ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU RESUME THEORIQUE Résumé de théorie et Guide de travaux pratiques Module 2 – ANALYSE DES CIRCUITS A COURANT CONTINU OFPPT/DRIF/CDC_GE 9 Les phénomènes électriques sont produits par la charge électrique. En fonction de l’état cinétique de la charge, on identifie deux domaines distincts de l’électricité : statique et dynamique. I.1 Électricité statique L’électricité statique étudie les phénomènes électriques concernant la charge électrique en état de repos sur les objets. Un corps se charge d’électricité lorsqu’un déséquilibre apparaît entre le nombre d’électrons et de protons qu’il possède. Ce déséquilibre se produit au niveau atomique, mais il est mis en évidence sur le corps. Un corps chargé présente soit un surplus soit un déficit d’électrons et le processus suivant auquel il arrive en cet état s’appelle électrisation. I.1.1 Charge électrique Les corps peuvent être chargés négativement ou positivement d’après le surplus ou le déficit d’électrons acquis. La charge électrique s’exprime en coulombs et son symbole est C. Un coulomb représente la charge cumulée de 6,25 x 1018 électrons. La charge de l’électron vaut –1,6 x 10-19 C. De même toute charge électrique est un multiple entier de la charge élémentaire de l’électron qui est la plus petite charge identifiée dans l’univers. I.1.2 Loi de Coulomb L’existence des charges électriques a été mise en évidence à travers les forces spécifiques qui s’exercent entre celles-ci. Ces forces ont été étudiées par Charles- Auguste Coulomb et les résultats de ces expériences ont été synthétisés par la loi qui porte son nom. L’équation de cette loi est la suivante : ² 2 1 d Q Q k F × × = dans laquelle on a : F = la force d’attraction ou de répulsion exercée entre les deux charges ponctuelles en Newton; 1 Q = la première charge en Coulomb; 2 Q = la deuxième charge en Coulomb; d = la distance séparant les deux charges en mètres; k = constante de proportionnalité qui dépend des propriétés électriques du milieu où se trouvent les charges. I. Méthodes de production d’électricité Résumé de théorie uploads/Philosophie/ m02-analyse-circuits-courant-continu-ge-mmoampa-pdf.pdf