Comprendre les grandeurs électriques et les lois simples qui permettent d’analyser un circuit, de choisir une méthode de calcul et d’expliquer le fonctionnement d’une installation.
Objectifs de cette partie
- Identifier la tension, l’intensité, la résistance, la puissance et l’énergie.
- Distinguer courant continu et courant alternatif, ainsi que monophasé et triphasé.
- Utiliser les unités et les relations de calcul essentielles.
- Expliquer le rôle d’un circuit fermé, d’un récepteur et d’une protection.
Le cours
1. Le circuit électrique
Un circuit électrique comporte une source d’alimentation, des conducteurs, un ou plusieurs récepteurs et, selon le besoin, des organes de commande et de protection. Pour que le courant circule dans un circuit classique, le chemin électrique doit être fermé. Une coupure ouvre le circuit et interrompt le courant.
2. Les grandeurs électriques
La tension, exprimée en volts (V), représente la différence de potentiel entre deux points. L’intensité, exprimée en ampères (A), correspond au courant qui traverse un conducteur. La résistance, exprimée en ohms (Ω), caractérise l’opposition au passage du courant. La puissance active, exprimée en watts (W), indique la vitesse à laquelle l’énergie est transférée ou consommée.
3. La loi d’Ohm
Pour un dipôle résistif, la relation fondamentale est U = R × I. On peut en déduire I = U / R et R = U / I. Les unités doivent rester cohérentes : volts, ohms et ampères. Cette relation ne décrit pas à elle seule tous les comportements des appareils électroniques ou des moteurs.
4. Puissance et énergie
En courant continu ou pour une charge résistive en régime adapté, P = U × I. En courant alternatif monophasé, la puissance active dépend également du facteur de puissance : P = U × I × cos φ. L’énergie consommée se calcule à partir de la puissance et du temps : E = P × t. Le kilowattheure (kWh) est l’unité couramment utilisée pour la facturation.
5. Courant alternatif et réseaux
En France, les installations domestiques sont généralement alimentées en courant alternatif à 230 V entre phase et neutre, à une fréquence de 50 Hz. Le triphasé répartit l’alimentation sur trois phases ; la tension entre phases est généralement de 400 V. Il faut toujours vérifier les caractéristiques réelles de l’alimentation avant toute intervention.
Mise en situation
Un appareil monophasé résistif de 2 000 W fonctionne sous 230 V. Estimez son courant en utilisant I = P / U : le résultat est d’environ 8,7 A. En situation réelle, vérifiez la plaque signalétique et les conditions de fonctionnement de l’appareil.
Vérifiez vos connaissances
Ouvrez chaque question pour afficher une réponse possible, puis essayez de reformuler avec vos propres mots.
Quelle est l’unité de l’intensité ?
L’ampère (A).
Quelle relation exprime la loi d’Ohm ?
U = R × I.
Quelle est la fréquence du réseau domestique français ?
50 Hz.
Les exemples de ce cours servent à comprendre les principes. Pour une installation réelle, vérifiez toujours le référentiel du diplôme, les textes et normes en vigueur, les documents techniques et les notices des fabricants. Toute intervention doit être réalisée dans le respect des règles de sécurité et des limites de compétence et d’habilitation.