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Chaîne d'énergie
Sciences de l'ingénieur
Energie*
• E mécanique
• E électrique
• E rayonnante
• E chimique
• E thermique
• E nucléaire
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* du grec enérgeia, « force en action »
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Lois de l'Energie
• Loi de conservation
• Loi de transformation
Relation Energie/Puissance
• P : Puissance (W)
• E : Energie (J)
• t : temps (s)
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E
P=
t
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Energie électrique
• Tension (V) = FORCE
• Intensité (A) = DEBIT
Loi d'Ohm*
• U : Tension (V)
• I : Intensité (A)
• R : Résistance (Ω)
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U =R.I
* Georg Simon Ohm, 16 mars 1789 (Erlangen) – 6 juillet 1854 (Munich)
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Courant induit
Une particule chargée en mouvement crée un champ magnétique
Un champ magnétique met une particule chargée en mouvement
Le champ magnétique est toujours
orienté Nord → Sud
Lorsque les doigts enroulent le fil
dans le sens du champ magnétique,
le pouce indique le sens du courant.
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Force de Laplace*
Force qui s'exerce sur l'ensemble des charges d'un matériau
conducteur dans un champ électromagnétique.
• I : Intensité (A)
• B : champ magnétique (T)
• l : longueur du conducteur (m)
• F : force (N)
⃗ =I. ⃗
F
l ˄⃗
B= I.l.B.sinθ
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* Pierre-Simon de Laplace, 23 mars 1749 (Beaumont-en-Auge) – 5 mars 1827 (Paris)
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Champ et flux
1. Un champ indique la valeur d'une grandeur physique
en tout point de l'espace
2. Un flux mesure l'intensité d'un champ à travers une surface
Φ= ⃗
B.⃗
S =B.S.cosθ
• φ : flux (Wb*)
• B : champ magnétique (T**)
• S : surface (m²)
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* Wilhelm Eduard Weber, 24 octobre 1804 (Wittenberg) – 23 juin 1891 (Göttingen)
** Nikola Tesla, 10 juillet 1856 (Smiljan) – 7 janvier 1943(New York)
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Courant alternatif ~
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i (t )=I M .sin (ω.t +ϕ)
2.π
i (t )=I M .sin (
.t +ϕ)= I M . sin (2.π.f.t +ϕ)
T
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Grandeurs maximales/efficaces*
valeur efficace = valeur en continu qui produirait le même effet Joule
I 2M =2.I 2
I M = I. √ 2
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* RMS (Root Mean Square), moyenne quadratique
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Puissance électrique
• U : Tension (V)
• I : Intensité (A)
• ϕ : déphasage entre u(t) et i(t)
• cosϕ : facteur de puissance
P=U.I.cos ϕ
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NB : en CC ou dans un circuit purement résistif, ϕ = 0
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Triphasé
U = 2.V.cos(π/6) = √3.V
P = 3.V.I.cosφ = √3.U.I.cosφ
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Courant alternatif → courant continu
1. redressage (pont de diodes)
2. lissage (décharge de C à travers R)
−
Vs=Vcc.e
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t
R.C
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Caractéristiques d'un générateur
U = E – r.I (E, f.é.m générateur)
U = E' + r'.I (E', f.c.é.m moteur)
E' ≠ 0 : M fonctionne en régime permanent
E' = 0 : M bloqué
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Effet Joule*
dissipation E électrique sous forme E thermique
dans un conducteur ohmique
P=U.I =R.I.I =R.I²
• R : Résistance (Ω)
• I : Intensité (A)
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* James Prescott Joule, 24 décembre 1818 (Salford) – 11 octobre 1889 (Sale)