Titre: Lois générales de l’électrocinétique
Auteurs: Néant
Ecole/Université: Néant
Résumé: Le courant électrique est dû à un déplacement de charges électriques (voir chapitre Courant électrique – Résistance dans le cours sur les champs électriques en fin de première année) :
• électrons dans un métal
• ions dans un électrolyte
• électrons et trous (lacunes d’électron se déplaçant d’atome en atome du réseau cristallin).
Sous l’action d’un champ électrique extérieur, les porteurs de charge sont globalement entraînés : soit dans le sens du champ électrique (porteurs de charge positifs), soit en sens inverse du champ électrique (porteurs de charge négatifs). Par définition, le sens du courant est le sens dans lequel se déplaceraient des charges positives.
Nous allons étudier des courants permanents (ou courants indépendants du temps ou courants continus), mais aussi des courants variables dans le temps. Quand on écrit la loi d’Ohm, on suppose implicitement que le courant i est indépendant de l’abscisse dans ce conducteur. Nous admettrons (voir démonstration dans le cours de deuxième année) que si les différentes grandeurs (courant, tension) ne varient pas trop rapidement, les lois vues dans le reste du cours en régime permanent, sont applicables à chaque instant t pour des courants variables dans le temps.
Ne pas confondre l’adjectif « continu » en électrocinétique (courant continu signifie courant permanent : le courant ne dépend pas du temps) avec la notion de continuité de fonction mathématique (On dit que la tension aux bornes d’un condensateur ne peut pas varier de façon discontinue).
C’est quoi l’électrocinétique ? L’électrocinétique est l’étude des propriétés liées aux mouvements d’ensemble des porteurs de charge.
• Dipôle électrocinétique : composant relié à l’extérieur par deux bornes.
• Réseau : c’est un ensemble de composants reliés entre eux par des connections qui sont des courts-circuits.
• Nœud : point qui peut être considéré comme borne de plus de deux dipôles.
• Branche : ensemble de dipôles connectés en série et situés entre deux nœuds.
• Maille : contour fermé que l’on peut décrire en parcourant les branches et en ne passant qu’une seule fois par un nœud donné.
Extrait du sommaire:
Loi des nœuds, loi des mailles : On cherche à connaître l’état électrique du circuit, c’est-à-dire connaître les intensités circulant dans les différentes branches et les potentiels des différents nœuds. On choisit un potentiel de référence, appelé masse et de potentiel égal à 0 V. Pour cela, on dispose des équations qui traduisent les lois de Kirchhoff : loi des nœuds et loi des mailles. La loi des nœuds traduit physiquement la conservation de la charge électrique et la loi des mailles traduit l’additivité des tensions.
Convention récepteur, générateur : On appelle dipôle électrocinétique tout système électrique relié à l’extérieur par deux bornes. Dans le cadre de l’ARQS, à un instant donné, le courant qui rentre du dipôle est égal au courant qui sort du dipôle. L’orientation de la tension u et de l’intensité u aux bornes du dipôle est arbitraire.
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