Soucis de compréhension sur l'électricité.

[invite08ae9f9d]

Bonjour à tous, voilà le topo : je viens d'avoir mon bac s-svt et je me dirige vers un DUT dans le domaine des technologies notamment électroniques (réseaux) où l'alimentation électrique a un certaine importance relative, or j'ai l'impression de n'avoir strictement rien appris (ou oublié ?) en ce qui concerne l'électricité pendant mes années lycée.

J'ai beau chercher, je ne trouve pas de réponses satisfaisantes et claires sur le net, alors je compte sur vous ^^

Attention ca peut être long, mais c'est vital pour moi
Voici mes questions :
1/On commence par du tout bête (j'ai honte), mais concrètement qu'est ce qu'une tension alternative et comment est-elle produite (pourquoi les centrales ne produisent pas du continu ?) ?
Je ne demande pas les propriétés physique de l'amplitude variable positive ou négative qui se répète périodiquement selon un schéma sinusoïdal mais plutôt une explication rationnelle et logique.

2/Qu'est ce qu'une ddp négative d'ailleurs ? je n'arrive pas a saisir

3/Il est bien beau le prof de physique de nous dire de brancher le "générateur" mais sans nous expliquer ca aide pas !
Donc (arrêtez moi si je me trompe)on branchait le "générateur" sur le réseau électrique du bâtiment, qui est a 230V alternatif et cet appareil agit comme un redresseur de tension et fournit donc grâce à ses 2 bornes une tension continue et réglable :
Que se passe t-il pour que cela se produise ? quels composants ? comment se fait il qu'on puisse la régler soit meme alors qu'on reçoit du 230V non réglable ?

4/Pourquoi a t on besoin de redresser la tension avant "l'entrée" dans des dipôles tels que résistances, diodes, lampes etc ... Que se passerait il si on appliquait une tension alternative à leurs bornes ?


Jusque là je ne deviens pas encore fou mais là ca se complique :

5/Voilà mon ennemi, l'ampérage !!! Je ne comprends pas les subtilités des theoremes de norton et thevenin, l'un parle d'ampères, l'autre de volts et ils nous laissent juste U=RI ou I=U/R pour nous y retrouver.
Le courant est la quantité de charges sur le temps, OK, mais selon cette image il existe des générateurs de courrant ? http://upload.wikimedia.org/wikipedi...conversion.svg
Enfin sur ce point là il me faut un récap total je suis perdu.

6/Dans un usage domestique, lorsqu'on branche par exemple une lampe sur le secteur, que se passe t-il ? Il y a une transformation du courrant afin d'en baisser la tension ou bien l'ampoule se "prend" tout ?

7/ J'aimerais maintenant parler de la consommation électrique : Quand on branche rien sur une prise le circuit est ouvert, pas de courrant débité, OK.
Par contre quand on branche avec une multiprise X lampes, elles se partagent les 230V selon la loi d'additivité des tension jusqu'a ce que X soit trop grand pour les 5-6V necessaires a une lampe ?


Tant qu'on y est je rajoute une grandeur physique au questionnaire

8/Qu'est ce que la puissance électrique ? prenons par exemple l'alimentation d'un PC 500W, ca veut dire quoi ? à part P=UI svp



C'est a peu près tout ce qui me passe par l'esprit en ce moment mais j'aurai surement d'autres interrogations apres vos réponses ^^
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[triall]

Bonsoir, moi je peux t'aider sur l'ampérage, c'est comme le débit d'une rivière , et l'electricité, à ce niveau peut se comparer à un tuyau d'eau.
Le voltage , lui ce serait la pression dans le tuyau . Dans un tuyau fin il ne passe pas beaucoup d'eau d'ampères , d'intensité, mais il peut y avoir de la pression.(volts ddp qui dépend de la hauteur du chateau d'eau par exemple) Une découpe d'eau à haute pression ne dépense pas beaucoup d'eau .

La résistance , c'est comme s'il y avait un rétrécissement dans le tuyau , ça freine l'eau.On peut comprendre , même si c'est pas évident que lorsque l'on met plusieurs résistances en parallèle , le courant passe mieux en fait : la résistance globale de plusieurs résistances en parallèle fait que au final le courant passe plus vite , il faudrait quand même des dessins essaie de regarder là , c'est mon site Internet ...
http://roland.grenier1.free.fr/branchements.html Attention quand m^me comparaison n'est pas raison, mais l'électricité se comporte quand même bien comme de l'eau qui coule dans un tuyau. En circuit fermé, il faudrait une pompe (pile, générateur) et pourquoi pas imaginer un circuit d'eau en alternatif ..
je passe le relai...

[Fred des montagnes]

Salut, je vais essayé de répondre à tes "quelques" questions..

1/On commence par du tout bête (j'ai honte), mais concrètement qu'est ce qu'une tension alternative et comment est-elle produite (pourquoi les centrales ne produisent pas du continu ?) ?
Je ne demande pas les propriétés physique de l'amplitude variable positive ou négative qui se répète périodiquement selon un schéma sinusoïdal mais plutôt une explication rationnelle et logique.

Les centrales produisent de l'électricité à partir de machines synchrones (qui produisent de l'alternatif). En gros tu peux t'imaginer 3 enroulement disposés à 120° l'un de l'autre avec électroaimant qui tourne au centre. L'aimant produit un flux magnétique qui traverse les enroulements. L'enroulement produit une tension en fonction de la variation du flux magnétique qu'il voit. Comme c'est le flux perpendiculaire à l'enroulement qui compte et que l'aimant tourne, la tension à une allure sinusoïdale. http://fr.wikipedia.org/wiki/Machine_synchrone

2/Qu'est ce qu'une ddp négative d'ailleurs ? je n'arrive pas a saisir

Au bol je dirais que c'est une différence de potentiel qui est négative. Donc que la tension en deux points de mesure vaut -x volts.

3/Il est bien beau le prof de physique de nous dire de brancher le "générateur" mais sans nous expliquer ca aide pas !
Donc (arrêtez moi si je me trompe)on branchait le "générateur" sur le réseau électrique du bâtiment, qui est a 230V alternatif et cet appareil agit comme un redresseur de tension et fournit donc grâce à ses 2 bornes une tension continue et réglable :
Que se passe t-il pour que cela se produise ? quels composants ? comment se fait il qu'on puisse la régler soit meme alors qu'on reçoit du 230V non réglable ?

Alors, la c'est difficile à dire, il y a plusieurs technologies pour faire une alimentation stabilisée. Il y a "l'ancienne" méthode qui consiste tout d'abord à abaisser le courant à l'aide d'un transformateur (par exemple 230V ==> 24V). Puis on le redresse avec un pont de diodes (http://fr.wikipedia.org/wiki/Pont_de_diodes). Pour le réglage de la tension il peut y avoir beaucoup de possibilités.

La "nouvelle" méthode consiste à utiliser des alimentation à découpages. (http://fr.wikipedia.org/wiki/Convertisseur_Buck). C'est un peut complexe et surtout long à expliquer, pour le faire ce soir..

4/Pourquoi a t on besoin de redresser la tension avant "l'entrée" dans des dipôles tels que résistances, diodes, lampes etc ... Que se passerait il si on appliquait une tension alternative à leurs bornes ?

Rien de spécial, enfin ça dépend du résultat que l'on veut. Un résistance va chauffer, comme en continue et le courant vaudra toujours I=U/R sauf que U=A*cos(w*t+phi). Une diode va seulement laissé passer une alternance avec un seuil de tension d'environ 0.6V. Une lampe va éclairer..

5/Voilà mon ennemi, l'ampérage !!! Je ne comprends pas les subtilités des theoremes de norton et thevenin, l'un parle d'ampères, l'autre de volts et ils nous laissent juste U=RI ou I=U/R pour nous y retrouver.
Le courant est la quantité de charges sur le temps, OK, mais selon cette image il existe des générateurs de courrant ? http://upload.wikimedia.org/wikipedi...conversion.svg
Enfin sur ce point là il me faut un récap total je suis perdu.

Je me souviens plus trop, en tout cas pas assez pour l'expliquer maintenant.On modélise un circuit linéaire par une source réel de tension ou de courant. Pour thevenin, il faut ce placer du point de vu de la charge et trouver la résistance équivalente du circuit en considérant que les source de tensions sont des conducteurs et les sources de courant des circuits ouverts.

Oui, il existe des montages avec un transistor et quelques résistances qui font source de courant.

6/Dans un usage domestique, lorsqu'on branche par exemple une lampe sur le secteur, que se passe t-il ? Il y a une transformation du courrant afin d'en baisser la tension ou bien l'ampoule se "prend" tout ?

L'ampoule ce "prend" tout. Le filament est une résistance. Il suffit de dimensionner sa valeur et sa section en fonction de la puissance voulue.

7/ J'aimerais maintenant parler de la consommation électrique : Quand on branche rien sur une prise le circuit est ouvert, pas de courrant débité, OK.
Par contre quand on branche avec une multiprise X lampes, elles se partagent les 230V selon la loi d'additivité des tension jusqu'a ce que X soit trop grand pour les 5-6V necessaires a une lampe ?

Je comprends pas bien ta question. Les lampes sont en parallèles, elles ont toutes 230V et absorbent chacune leur courant nominal. Le courant total sera la somme de tous les courants. C'est pour cela que quand on met trop d'appareils sur les prises, les plombs sautent.

8/Qu'est ce que la puissance électrique ? prenons par exemple l'alimentation d'un PC 500W, ca veut dire quoi ? à part P=UI svp

La puissance est la puissance, électrique ou pas, c'est un débit d'énergie dans le temps en Joules par secondes. C'est dur d'expliquer "ce que ça veut dire". 500W c'est 500 plaques de chocolat qui tombent d'une hauteur de 1m (de la table) chaque secondes...

Sur ce, bonne nuit.

[invite08ae9f9d]

Merci des éléments de réponse
Cependant quelques "trous" encore ^^

Au bol je dirais que c'est une différence de potentiel qui est négative. Donc que la tension en deux points de mesure vaut -x volts.

Ça ne m'a pas avancé ^^

Une lampe va éclairer..

Pourquoi ?

Oui, il existe des montages avec un transistor et quelques résistances qui font source de courant.

Quel intérêt ? quelles utilisations ? Comment doit on alimenter un condensateur par exemple (j'ai vu qu'on ne peut le brancher sur le générateur 6v directement).

Je comprends pas bien ta question. Les lampes sont en parallèles, elles ont toutes 230V et absorbent chacune leur courant nominal. Le courant total sera la somme de tous les courants. C'est pour cela que quand on met trop d'appareils sur les prises, les plombs sautent.

Autant pour moi j'ai confondu, mais où se situe le TROP ? qu'est ce qui passe en trop quand on rajoute le n-ième appareil de trop ?

La puissance est la puissance, électrique ou pas, c'est un débit d'énergie dans le temps en Joules par secondes. C'est dur d'expliquer "ce que ça veut dire". 500W c'est 500 plaques de chocolat qui tombent d'une hauteur de 1m (de la table) chaque secondes...

Pas plus avancé, ca se résume a me dire P=E/t ou P=dE/dt.
Par exemple dans mon ordi j'ai une alim de 500W, mettons que ma carte graphique nécessite 145W, ca veut dire quoi ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Cassano]

La lampe éclaire car elle chauffe par effet joules (dissipation de l'énergie en présence d'une résistance), et qu'apres elle restitue son énergie en rayonnant.

Ce qui se passe quand on ajoute "trop" de montages en parallèles? Comme l'a dit fred, l'intensité s'ajoute, et ce diable d'effet Joules qui chuaffe comme RI² va monter les circuits en température... jusqu'a risquer dans le meilleur des cas, la fusion des composants, dans le pire des cas, un départ de feu.

Enfin la puissance, je suis un peu comme Fred. J'ai du mal a comprendre ce qui te bloque. La puissance est une énergie échangée par unité de temps. C'est la seule information valable sur la consomation/dépense d'énergie d'un système. Pour ton exemple, ca veut dire que ton alim délivre un courant équivalent a une énergie de 500 J/s,et que ta carte graphique en consomme 145 par seconde. Quant à savoir ce qui apporte cette énergie, eh bien ce sont les électrons!

[invite08ae9f9d]

Pour la lampe, la question c'était pourquoi éclaire t elle si on lui donne une tension alternative alors que d'autre composants ne marchent pas sans redressement de tension ? Qu'est ce que ca change la périodicité par rapport a la linéarité ?

Toujours pas compris l'histoire de "l'alimentation-courant"


Pour la puissance le soucis c'est que P=UI, mais U et I c'est quoi dans ce cas là ? U = 220V ? 5 V ? 12 V ?

Combien d'ampères max par ligne de courant ?

mici ^^

[Jackyzgood]

J'aime bien faire l'analogie entre un circuit électrique et un circuit hydraulique. On va prendre le cas le plus simple, celui d'un moulin a eau. Pour fonctionner il lui faut une certaine quantité d'eau par seconde, mais aussi une certaine hauteur d'eau (on est bien d'accord qu'une cascade aura plus de force qu'une rivière).

Maintenant faisons le rapprochement avec l'électricité, une tension c'est une différence de potentiel (d'où le ddp), pour l'eau ça sera la différence de potentiel de pesanteur (la différence de hauteur), et le courant électrique sera assimilable au débit du cour d'eau.

Je pense que tu as compris, notre moulin peut être assimilé a un moteur (par exemple) et s'il demande une certaine puissance pour fonctionner il faudra lui appliquer une certaine tension avec une certaine intensité.

Pour prendre un exemple concret une lampe de 40W demandera pour fonctionner une tension de 230V et une intensité de l'ordre de 170mA.


Pour les questions d'alimentations en continue ou alternatif, il faut se dire qu'on peut tout alimenter en continue ou en alternatif, simplement dans certain cas l'alternatif est plus avantageux. Par exemple comment faire pour transporter de l'électricité depuis une centrale jusqu'à ton ordinateur ? Sachant qu'entre les 2 tu vas surement perdre la moitié de l'énergie.

Le truc c'est que si on combine P=UI et U=RI on vois que P = RI², et que les pertes au niveau des lignes EDF sont proportionnelles a l'intensité au carré !! Donc pour transporter a travers les lignes beaucoup de puissance pour alimenter des villes entières, sans avoir trop de perte, il faudrait une tension très importante pour avoir une faible intensité. Mais en continue il est difficile de changer la tension (on peut mettre des résistance mais je te raconte pas la tête que devrait avoir ces machins sans parler des pertes engendrer). Donc au final si on fonctionnait en continue on aurait au niveau de nos prises des tension de 100.000V !! O.o

Maintenant regardons le cas alternatif, on peut passer ce courant la dans un transformateur (qui pour rappel ne fonctionne qu'en alternatif) on peut donc très facilement augmenter sa tension (400.000V dans les lignes très haute tension THT) et au fur et a mesure de la distribution (comme il ne faut pas la même puissance partout) on baisse la tension jusqu'à arriver a 230V au niveau de ta maison. Cela se fait avec relativement peut de perte car dans les lignes qui doivent véhiculer beaucoup de puissance on est a des tensions très élevé (donc moins de perte).

Voila j'espère que tu as compris, en gros on pourrait tout faire en continue, mais certains cas sont beaucoup plus simple en alternatif (et inversement).

[Tiluc40]

Pour la lampe, la question c'était pourquoi éclaire t elle si on lui donne une tension alternative alors que d'autre composants ne marchent pas sans redressement de tension ? Qu'est ce que ca change la périodicité par rapport a la linéarité ?

Certains composants sont symétriques (la résistance par exemple), c'est à dire que la ddp peut être indifférement positive ou négative et le composant se comportera à l'identique (la résistance sera traversée par le courant et chauffera).
D'autres composants ont une polarité, et ne peuvent pas être branchés n'importe comment (prend la diode par exemple : dans un sens elle laissera passer, et dans l'autre sens, elle bloquera le courant).

D'où une différence de comportement si tu envoies une même puissance en continu ou en alternatif.

Combien d'ampères max par ligne de courant ?

Ca dépend du diamétre des cables et du matériau. Un "cheveu" de plomb ne tiendra pas 1 ampère, alors qu'un gros cable de cuivre transportera sans problème des courants beaucoup plus importants.

[DonPanic]

J'aime bien faire l'analogie entre un circuit électrique et un circuit hydraulique. On va prendre le cas le plus simple, celui d'un moulin a eau. Pour fonctionner il lui faut une certaine quantité d'eau par seconde, mais aussi une certaine hauteur d'eau (on est bien d'accord qu'une cascade aura plus de force qu'une rivière).
Maintenant faisons le rapprochement avec l'électricité, une tension c'est une différence de potentiel (d'où le ddp), pour l'eau ça sera la différence de potentiel de pesanteur (la différence de hauteur), et le courant électrique sera assimilable au débit du cour d'eau.

Pour parfaire l'analogie, on peut dire qu'un câble électrique se comporte avec le courant électrique comme un tube avec l'eau qui y circule.

[invite08ae9f9d]

Ok merci, grâce a vos réponses et mes recherches sur le net j'ai pu a peu près tout démêler dans mon esprit .

[natman]

Bonjour,

Je vais tenter d'expliquer la différence entre générateur de tension et de courant.
Un géné de courant parfait débite un courant constant quelque soit la tension à ses bornes, alors qu'un géné de tension parfait impose une tension constante quelque soit le courant débité (donc quelque soit la charge branché). En réalité dans les deux cas il y a une chute, de courant dans le cas du géné de courant, et de tension dans le cas du géné de tension. Souvent, on considère tout de même que cette chute est négligeable.
La plupart des générateurs qu'on trouve sont des géné de tension, qui fixe la tension, le courant étant fixé par la charge à ses bornes (plus la valeur de la résistance est grande plus le courant est faible car I=U/R).
Les générateurs de courant sont fabriqué à partir de générateur de tension associés à un ou plusieurs transistors, voir avec un ou plusieurs Amplificateurs opérationnels. Le fonctionnement est souvent complexe, mais il repose presque toujours sur l'idée de dépendance du courant dans une branche par rapport à une tension ou une différence de tension entre deux points.

En espérant avoir pu aider