Qu'est-ce qu'un circuit électrique ?
Un circuit électrique C'est un groupe d'éléments interconnectés à travers lesquels un courant électrique peut circuler ou circuler. Il est composé de plusieurs composants qui fonctionnent ensemble pour permettre au courant électrique de se déplacer d'un endroit à un autre de manière contrôlée.
Le courant électrique est basé sur le mouvement des électrons, c'est-à-dire que tout circuit permet aux électrons de traverser les éléments qui le composent.
A quoi sert un circuit électrique ?
Nous allons expliquer les concepts de base de la façon dont le circuits électriques, sont une série d'éléments qui l'englobent. Nous verrons également quelques formules pour pouvoir résoudre différents cas de circuits électriques. Nous commencerons par expliquer ce qu'est un circuit électrique. C'est un ensemble d'éléments reliés les uns aux autres par lesquels un courant électrique.
Quand on dit courant électrique on parle d'un mouvement d'électrons, c'est-à-dire qu'un circuit doit permettre aux électrons de traverser les pièces qui le composent. On pourrait commencer à expliquer le fonctionnement des fondamentaux de la courant électrique mais concentrons-nous sur circuits électriques.
Dans le cas où le circuit est fermé, les électrons vont traverser le circuit, à un instant donné on peut démonter le circuit pour arrêter la circulation du courant à l'aide d'un interrupteur.
Composants d'un circuit électrique
Les pièces qui composent un circuit électrique Ce sont : Générateur, conducteurs, récepteurs, éléments de commande et composants de protection, nous les expliquons ici en détail :
- Générateur: Il est responsable de la production et de la maintenance du courant électrique tout au long du circuit, disons que ce sont eux qui fournissent de l'énergie au circuit. Nous différencions le type de courant en deux types : alternatif et continu. Un exemple de courant continu serait les batteries ; par contre, il y aurait les alternateurs, qui, comme leur nom l'indique, seraient dans le domaine du courant alternatif.
- Conducteurs: Grâce à cet élément, c'est là que courant électrique entre les éléments du circuit. Les matériaux à partir desquels ils sont fabriqués sont : le cuivre ou l'aluminium. Ce sont des matériaux électriquement conducteurs. Il existe de nombreuses formes et épaisseurs de câbles différentes, nous devrons sélectionner le plus adapté à notre circuit.
- Récepteurs : Ce sont eux qui convertissent le courant électrique dans une énergie différente. Un exemple clair serait les ampoules que nous avons à la maison, elles convertissent l'énergie électrique ou la lumière, les moteurs, les radiateurs, etc.
- Commutateurs : Éléments pour ouvrir ou fermer le circuit, permettant de contrôler la circulation du courant.
- Résistances: Sa fonction est de sécuriser les circuits et les personnes en cas de difficulté ou lorsque le courant est très élevé et qu'il peut y avoir un risque de brûlure des composants du circuit. Différentiels, fusibles, etc.
Ce sont les éléments les plus couramment utilisés dans le circuits électriques: Fil conducteur, interrupteur, pile, pile, ampoule, ampèremètre, voltmètre, condensateur, résistance, résistance variable, élément thermoélectrique, thermistance ou résistance thermique, RDL (résistance dépendante de la lumière), diode de détection autorisée (conventionnelle), inductance, source alternative courant, moteur, diode électroluminescente, masse.
Types de circuits électriques
Plusieurs types de circuits électriques, mais les plus courants sont :
- Circuit en série: Il s’agit d’un circuit dans lequel les composants électriques sont connectés en séquence et le courant les traverse selon un seul chemin.
- Circuit récepteur unique : Le récepteur transfère la même charge que le générateur, le récepteur se dilatera à une intensité de courant identique à celle du circuit total, la seule résistance du circuit dans ce cas sera le récepteur.
- Circuit parallèle: Il s'agit d'un circuit dans lequel les composants électriques sont connectés de telle manière que le courant puisse les traverser simultanément et séparément.
- Circuit mixte : C'est un circuit qui combine des éléments de circuits série et parallèle.
- Circuit ouvert: est un circuit dans lequel il y a une coupure dans le chemin du courant, empêchant tout courant de circuler.
- Circuit fermé: C'est un circuit dans lequel le courant peut circuler librement sans aucune interruption à travers tous les composants électriques.
Ce sont quelques-uns des types de circuits électriques les plus courants. Chaque type de circuit a des caractéristiques et des applications uniques dans différents domaines de l'ingénierie et de la technologie.
Il existe 3 types de circuits électriques en courant alternatif :
- Circuits électriques résistifs : Ils sont constitués de résistances pures, également appelées circuits R.
- Circuits électriques inductifs : Ils sont constitués de bobines pures. Appelé aussi L
- Circuits électriques capacitifs : Ils sont constitués de condensateurs purs, également appelés C.
Propriétés des circuits en série
Cette classe de circuits a la propriété que l'intensité qui traverse tous les récepteurs est la même, et est identique au total du circuit. It= I1 = I2.
La résistance finale du circuit est la somme de toutes les résistances des récepteurs connectés en série. Rt = R1 + R2.
La tension finale est égale à la somme des tensions dans chacun des récepteurs connectés en série. Vt = V1 + V2.
Nous pouvons brancher 2, 3 ou les récepteurs que nous voulons en série.
Si nous supprimons la connexion d'un récepteur, tous les autres récepteurs en série avec lui cesseront de fonctionner. (ne peut pas passer le courant).
Circuits parallèles
Ce sont les circuits dans lesquels les récepteurs de signaux sont connectés avec toutes les entrées des récepteurs d'un côté et toutes les sorties de l'autre.
Propriétés des circuits parallèles
Les tensions de tous les récepteurs sont identiques à la somme de la tension totale de la voie. Vt = V1 = V2.
La somme de chaque intensité qui traverse chaque récepteur est l'intensité de la somme de l'ensemble du circuit. It = I1 + I2.
La résistance finale de la piste est calculée en appliquant la formule suivante : 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 ; si nous effaçons le Rt, ce serait:
Rt = 1/(1/R1+1/R2)
Les récepteurs branchés en parallèle produiront le même courant que le générateur.
Si nous supprimons un récepteur du circuit, les autres continueront à fonctionner.
Circuit mixte
Ce sont ces pistes électriques qui combinent des circuits en série et des circuits en parallèle. Ces circuits auront toujours 2 récepteurs ou plus, car s'ils en avaient 2 ils seraient en série ou en parallèle.
Les circuits électriques à courant alternatif sont calculés et analysés d'une manière différente de ceux à courant continu, bien que nous continuions à obtenir des connexions de récepteurs en série, parallèles ou mixtes, ainsi que d'autres que nous verrons. Ici, nous ne verrons que les types de circuits à courant alternatif, mais si ce que vous voulez, c'est connaître en détail et apprendre à calculer les circuits à courant alternatif.
En courant alternatif triphasé, étant au moins Phases 3 , au lieu de 2 conducteurs comme en monophasé ou courant continu, les types de circuits ou de connexions peuvent être multipliés. Dans ces cas nous avons, en plus des séries, parallèles et mixtes, des connexions ou circuits en étoile, en triangle...
Lois fondamentales des circuits électriques
Les lois fondamentales des circuits électriques sont des principes essentiels qui régissent le comportement du courant et du flux électrique dans les différents composants du circuit. Nous expliquons ici ces 2 lois :
Loi d'Ohm
La loi d'Ohm est l'une des lois les plus importantes en électricité. Établit une relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit. Cette relation s'exprime par la formule :
V = R · Je
Où:
- V est la tension en volts.
- I est le courant en ampères.
- R est la résistance en ohms.
La loi d'Ohm stipule que, pour une résistance fixe, une augmentation de la tension entraînera une augmentation proportionnelle du courant. Cette loi est fondamentale pour la conception et l’analyse des circuits électriques, car elle permet de calculer n’importe laquelle des trois variables si les deux autres sont connues.
Loi de Joule
La loi de Joule décrit la quantité d'énergie thermique générée par un courant électrique dans une résistance. L'énergie transformée en chaleur est liée à la résistance du conducteur, à l'intensité du courant qui le traverse et au temps de passage. Cette loi s'exprime par la formule :
W = R · I² · t
Où:
- W est la chaleur générée en joules.
- R est la résistance en ohms.
- I est le courant en ampères.
- t est le temps en secondes.
Comprendre la loi de Joule est essentiel pour prévenir la surchauffe des composants électriques et garantir un fonctionnement sûr et efficace des appareils électriques.
