Détermination de l'intensité du courant électrique et comment elle est mesurée. Intensité du courant : définition, formules Qu'est-ce que l'intensité du courant appelée formule unité de mesure

Pour garantir la sécurité lors de l'utilisation d'appareils électroménagers, il est nécessaire de calculer correctement la section du câble d'alimentation et du câblage. Étant donné qu'une section de câble mal sélectionnée peut provoquer un incendie dans le câblage en raison d'un court-circuit. Cela menace de provoquer un incendie dans le bâtiment. Ceci s'applique également au choix du câble de connexion des moteurs électriques.

Calcul actuel

La valeur actuelle est calculée en fonction de la puissance et est nécessaire au stade de la conception (planification) d'un logement - appartement, maison.

• La valeur de cette quantité dépend de sélection du câble d'alimentation (fil), à travers lequel les appareils de consommation d'énergie peuvent être connectés au réseau.
• Connaître la tension du réseau électrique et la pleine charge des appareils électriques, grâce à la formule calculer le courant qui devra traverser le conducteur(fil, câble). La section transversale des noyaux est sélectionnée en fonction de sa taille.

Si les consommateurs électriques de l'appartement ou de la maison sont connus, il est nécessaire d'effectuer des calculs simples afin d'installer correctement le circuit d'alimentation.

Des calculs similaires sont effectués à des fins de production : détermination de la section transversale requise des âmes de câble lors de la connexion d'équipements industriels (divers moteurs et mécanismes électriques industriels).

Tension réseau monophasé 220 V

L'intensité du courant I (en ampères, A) est calculée à l'aide de la formule :

I = P/U,

où P est la pleine charge électrique (doit être indiquée dans la fiche technique de l'appareil), W (watt) ;

U – tension du réseau électrique, V (volts).

Le tableau ci-dessous montre valeurs de charge des appareils électroménagers typiques et leur consommation de courant (pour tension 220 V).

La figure montre schéma du dispositif d'alimentation d'un appartement avec un raccordement monophasé à un réseau 220 V.

Comme le montre la figure, divers consommateurs d'électricité sont connectés via des machines correspondantes à un compteur électrique puis à une machine générale, qui doit être conçue pour la charge des appareils dont l'appartement sera équipé. Le fil qui fournit l’électricité doit également satisfaire la charge des consommateurs d’énergie.

Ci-dessous se trouve tableau de câblage caché pour un schéma de raccordement d'appartement monophasé pour sélectionner des fils à une tension de 220 V

Comme le montre le tableau, la section transversale des âmes dépend, outre la charge, du matériau à partir duquel le fil est fabriqué.

Tension du réseau triphasé 380 V

Avec une alimentation triphasée, l'intensité du courant I (en ampères, A) est calculée par la formule :

Je = P /1,73 U,

où P est la consommation d'énergie, W ;

U - tension du réseau, V,

puisque la tension dans un circuit d'alimentation triphasé est de 380 V, la formule prendra la forme :

Je = P /657,4.

Si une alimentation triphasée d'une tension de 380 V est fournie à la maison, le schéma de connexion ressemblera à ceci.

La section transversale des conducteurs du câble d'alimentation à diverses charges avec un circuit triphasé avec une tension de 380 V pour le câblage caché est présentée dans le tableau.

Pour calculer le courant dans les circuits d'alimentation d'une charge caractérisée par une puissance apparente réactive élevée, typique de l'utilisation de l'alimentation dans l'industrie :

• moteurs électriques;
• selfs pour appareils d'éclairage;
• transformateurs de soudage;
• fours à induction.

Ce phénomène doit être pris en compte lors des calculs. Dans les appareils et équipements puissants, la part de charge réactive est plus élevée et donc pour de tels appareils dans les calculs, le facteur de puissance est pris égal à 0,8.

Le concept d’intensité du courant constitue la base de l’électrotechnique moderne. Sans ces connaissances de base, il est impossible d'effectuer des calculs de circuits, d'effectuer des opérations électriques, de prévenir, d'identifier et d'éliminer les dommages dans le circuit.

Comment cela se produit

Pour comprendre ce qu'est l'intensité du courant, vous devez connaître la condition de son apparition - l'existence de particules à charge libre. Il se déplace à travers le conducteur (sa section transversale) d'un point à un autre. La physique du courant consiste en un mouvement ordonné d’électrons, sur lesquels agit un champ électrique provenant d’une source d’énergie. Plus les particules chargées sont transférées et plus elles se déplacent rapidement dans une direction, plus la charge atteindra sa destination.

En plus de la source d'alimentation, les éléments d'un circuit fermé sont des fils de connexion par lesquels passe l'électricité et des consommateurs d'énergie (installations, résistances).

Informations Complémentaires. Dans les conducteurs métalliques, les électrons agissent comme transmetteurs de charge ; dans les conducteurs gazeux, les ions agissent ; dans les conducteurs liquides, le transfert de particules chargées s'effectue à l'aide des deux types de particules. La violation de l'ordre de passage indique un mouvement chaotique des charges, dans lequel le circuit sera mis hors tension.

Définition

L'intensité du courant dans un conducteur est la quantité d'électricité déplacée à travers une section transversale dans un intervalle de temps unitaire. Pour augmenter cette valeur, vous devez retirer la lampe du circuit ou augmenter le champ magnétique créé par la batterie.

L'unité de mesure du courant électrique selon le système SI (Systeme International) est l'ampère (A), du nom du remarquable scientifique français du XIXe siècle André-Marie Ampère.

Informations Complémentaires. L'ampère est une mesure électrique assez impressionnante. Une valeur de courant allant jusqu'à 0,1 A présente un danger mortel pour la vie humaine. Une ampoule domestique allumée de 100 W transmet environ 0,5 A d'électricité. Dans un chauffage d'ambiance, cette valeur atteint 10 A ; une calculatrice portable aura besoin d'un millième d'ampère.

Dans la pratique du génie électrique, les mesures de petites quantités peuvent être exprimées en micro et milliampères.

L'intensité du courant est déterminée par un appareil de mesure (ampère ou galvanomètre), en le connectant séquentiellement à la section souhaitée du circuit. Les petites quantités sont mesurées avec un micro- ou un milliampèremètre. Les principales méthodes pour déterminer la quantité d'électricité à l'aide d'instruments sont :

• Magnétoélectrique – avec une valeur de courant constante. Cette méthode se caractérise par une précision accrue et une faible consommation d'énergie ;
• Électromagnétique – pour quantités stationnaires et variables. Grâce à cette méthode, le courant dans le circuit est détecté grâce à la conversion du champ magnétique en signal de sortie du capteur de modulation ;
• Indirect - basé sur la mesure de la tension à une résistance connue. Ensuite, calculez la valeur souhaitée à l’aide de la loi d’Ohm présentée ci-dessous.

Selon la définition, la force actuelle (je) peut être trouvé à l'aide de la formule :

I = q/t, où :

• q – charge passant à travers le conducteur (C) ;
• t est la durée du temps passé à déplacer la ou les particules.

La formule pour l'intensité du courant se lit comme suit : la valeur requise I est le rapport entre la charge traversée par le conducteur et la période de temps utilisée.

Note! L'intensité du courant est déterminée non seulement par la charge, mais également par des formules de calcul basées sur la loi d'Ohm, qui stipule : l'intensité de l'électricité est directement proportionnelle à la tension du conducteur et inversement proportionnelle à sa résistance.

La formule de la loi d'Ohm vous aidera à trouver l'intensité du courant, qui ressemble au rapport :

I = U/R, ici :

• U – tension (V);
• R – résistance (Ohm).

Cette relation établie de grandeurs physiques est utilisée pour divers calculs :

• en tenant compte des caractéristiques de la source d'alimentation ;
• pour les calculs dans les circuits de courant de n'importe quelle direction ;
• pour circuits multiphasés.

Note! Si les conducteurs sont connectés en série, alors l'électricité de chacun d'eux est égale. Une connexion parallèle fournit un nombre d'ampères, qui est la somme des valeurs de courant de chaque conducteur.

Comment trouver la puissance (taux de transfert ou de conversion d'énergie) en utilisant la valeur actuelle ? Pour ce faire, vous devez utiliser la formule :

P = U*I, où les valeurs multipliées ont été mentionnées ci-dessus.

Types

Avec une électricité constante et alternative, sa force varie. Pour une chaîne avec un mouvement de particules dans une direction constante, tous les paramètres restent inchangés. Une espèce variable est capable de changer de grandeur dans la même direction ou de changer de direction. La quantité d'électricité dans ce cas est :

• instantané, en fonction de l'amplitude et de la fréquence des oscillations associées à la fréquence angulaire ;
• amplitude - la valeur maximale du courant instantané pendant une certaine période ;
• efficace - lors de la conversion d'énergie, la quantité de chaleur provenant des deux types de courant est la même.

Les réseaux électriques domestiques font passer du courant alternatif, qui se transforme en courant continu lors du passage dans l'alimentation d'un appareil électrique (ordinateur, téléviseur).

L'ampleur du courant est un concept étroitement lié à l'énergie électrique, qui revêt une grande importance pour la vie quotidienne, l'économie nationale et les objets stratégiques. En outre, l'industrie de l'énergie électrique constitue la base économique de l'État et le vecteur déterminant du développement du pays et au niveau international.

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Lors du choix d’un équipement électrique, l’un des paramètres importants auxquels vous devez prêter attention est la puissance du produit. Ce paramètre est inextricablement lié au courant et à la tension. Pour calculer le courant, la tension ou la puissance dans un circuit électrique, des formules simples sont utilisées. Mais pour effectuer de tels calculs de manière significative, il est souhaitable de comprendre la nature physique de l’apparition de ces quantités.

Concept physique des quantités

Tout circuit électrique est caractérisé par un certain nombre de paramètres. Les plus importants sont le courant, la tension, la puissance et la résistance. Ces caractéristiques sont interconnectées et dépendent les unes des autres. Le phénomène qui les unit s’appelle l’électricité.

Ce concept a été introduit en 1600 par le physicien anglais William Gilbert, qui étudiait les phénomènes magnétiques et électriques. En étudiant le magnétisme dans la nature, le scientifique a découvert que certains corps, lorsqu'ils sont soumis à un frottement, commencent à avoir une force d'attraction par rapport à d'autres objets, en particulier l'ambre. C’est pourquoi il a nommé le phénomène découvert ēlectricus, qui signifie « ambre » en latin.

Poursuivant ses recherches, le physicien allemand Otto von Guericke inventa en 1663 une machine électrique, qui était une tige de métal sur laquelle se trouvait une boule de soufre. En conséquence, il a découvert que les matériaux peuvent non seulement attirer les substances, mais aussi les repousser. Mais ce n’est que quatre-vingts ans plus tard que l’Américain Benjamin Franklin créa la théorie de l’électricité, introduisant des termes tels que charge négative et charge positive.

L'électricité a connu un développement ultérieur après les expériences de Charles Coulomb et sa découverte de la loi d'interaction des charges. C'était le suivant : la force d'influence de deux charges ponctuelles l'une sur l'autre dans le vide est directement proportionnelle à leur produit et inversement proportionnelle à la distance qui les sépare au carré. Après cela, grâce aux expériences de scientifiques tels que Joule, Lenz, Ohm, Ampère, Faraday, Maxwell, les concepts de courant, de tension et d'électromagnétisme ont été introduits.

Ainsi, en 1897, l'Anglais Joseph Thomson établit que les porteurs de charge sont des électrons. Plus tôt, en 1880, l'ingénieur électricien russe Dmitri Lachinov avait formulé les conditions nécessaires au transport de l'électricité à distance.

Après ces découvertes, des définitions fondamentales de l’électricité ont été élaborées. Aujourd'hui, il fait référence aux propriétés des matériaux à former un champ électrique autour d'eux, qui affecte d'autres particules chargées situées à proximité. Les charges sont classiquement divisées en positives et négatives. Lorsqu'ils se déplacent, un champ magnétique apparaît, tandis que les charges du même signe s'attirent et que les charges de signes différents se repoussent.

Le courant est le mouvement ordonné des porteurs de charge qui se produit sous l’influence d’un champ électrique. Les particules chargées positivement sont des électrons et les particules négatives sont des trous. Mathématiquement, ce phénomène est décrit à l'aide de la formule Je = Q*T, où I est le courant de conduction (A), Q est la charge des particules (C), T est le temps ©.

Autrement dit, le courant électrique est le nombre de charges traversant la section transversale d’une substance. Mais cette formulation n'est correcte que pour un courant constant, alors que pour un courant variable dans le temps, elle ressemblera à Je (T) = dQ/dT.

La densité de mouvement des porteurs de charge dans un matériau, c'est-à-dire la quantité d'électricité passant dans un temps conventionnellement accepté, est appelée intensité du courant. Selon le Système International (SI), son unité de mesure est l'ampère. Un ampère est égal au mouvement d’une charge électrique égale à un coulomb à travers une section transversale en une seconde.

Les porteurs de charge peuvent se déplacer de manière ordonnée ou chaotique. Lorsqu'ils se déplacent, un champ électrique apparaît, désigné par la lettre latine E. La valeur déterminée par le rapport du courant à la section du conducteur est appelée densité de courant. Son unité de mesure est A/mm 2 .

Selon son type, le courant est divisé dans les types suivants :

1. Transfert. Caractérisé par le mouvement des charges effectué dans l'espace libre. Ce type est typique des appareils à décharge de gaz.
2. Compensations. Cela se produit dans les diélectriques et est déterminé par le mouvement ordonné des particules chargées liées.
3. Complet. Déterminé par la valeur totale du courant : conductivité, transfert et déplacement.
4. Constante. C'est un type qui peut changer de grandeur, mais ne change pas la direction du mouvement, c'est-à-dire son signe.
5. Variable. Ce type de courant peut changer à la fois en amplitude et en direction (signe).

Le type variable est divisé par forme et peut être sinusoïdal ou non sinusoïdal. Pour calculer l'intensité du courant d'une forme sinusoïdale, utilisez la formule Est = Ia*sin ωt, où Ia est la valeur maximale du courant (A), ω est la vitesse angulaire égale à 2πf (Hz).

Les corps physiques dans lesquels le courant peut circuler sont appelés conducteurs, et ceux dans lesquels il y a des obstacles à son passage sont appelés diélectriques. Les semi-conducteurs occupent un état intermédiaire entre eux.

La tension est généralement appelée grandeur physique qui caractérise un champ électrique. Il montre la quantité de travail que le terrain devra effectuer pour déplacer une charge unitaire d'un point à un autre. On suppose que ce transfert n'affecte pas la répartition des charges dans le champ source. Selon le Système international d'unités, la tension est mesurée en volts.

Les travaux de transfert se composent de deux quantités - électrique et tierce. Si les forces externes n'agissent pas, alors la tension sur la section du circuit est égale à la différence de potentiel et est calculée par la formule U = φ1-φ2. Dans ce cas, le potentiel est déterminé par le rapport entre l’intensité du champ électrique et la charge. Pour le calculer, utilisez la formule φ = W/q.

En d’autres termes, il s’agit d’une caractéristique du champ en un certain point, indépendante de la valeur de la charge qui s’y trouve. C'est-à-dire que la tension dans le cas général est déterminée par le travail du champ électrostatique qui apparaît lorsqu'une charge se déplace le long de ses lignes de champ. Il peut être calculé mathématiquement à l'aide de la formule U = A/q, où A est le travail effectué pour déplacer (J), q est l'énergie de charge (C).

En ce qui concerne le réseau AC, les concepts suivants sont utilisés pour la tension :

1. Instantané. Il s'agit de la valeur d'une grandeur physique mesurée à un instant précis : U = U(t). Pour un signal sinusoïdal, la tension instantanée se trouve à l'aide de l'expression U (t) = Ua sin (ὤt + φ).
2. Amplitude. Caractérisé par la plus grande valeur instantanée sans tenir compte du signe : Ua = max(U(t)).
3. Moyenne. Déterminé sur toute la période du signal à l'aide de la formule Us = 1/T ʃ U (t)*dt. Pour une onde sinusoïdale, cette valeur est nulle.

Lors du calcul de la tension, la notion de potentiel électrique est rarement utilisée. Cela est dû au fait que le sol est classiquement accepté comme l'un des points potentiels.

Cette valeur est prise égale à zéro et tous les autres potentiels sont considérés par rapport à elle. Quand nous disons que la tension en un certain point est de 300 volts, nous voulons dire que la différence de potentiel entre ce point et la terre est égale à cette valeur.

La puissance électrique caractérise le taux de transmission de l'énergie électrique ou sa transformation. Son unité de mesure est le watt. Afin de calculer la puissance dans une certaine section du circuit, il est nécessaire de multiplier la valeur de la tension et du courant dans cette section. Sur la base de la définition de la tension électrique, on peut dire que lorsqu'une charge se déplace, elle effectue un travail qui lui est numériquement égal sur une section du circuit. Si vous multipliez le travail par le nombre de charges, vous pouvez trouver la valeur totale du travail effectué par les charges dans ce domaine.

Sur la base de la définition physique selon laquelle la puissance est un travail par unité de temps, nous obtenons l'expression P = A/Δt, où A est le travail effectué par la charge lors du déplacement du point de départ au point final (J), Δt est le temps consacré au mouvement complet de la charge ©.

Pour toutes les charges du circuit, la puissance peut être trouvée à l'aide de la formule P = (U/ Δt) * Q, où Q est le nombre total de charges.

Puisque le courant représente la charge circulant par unité de temps ( je = Q/ Δt), il s'avère que la puissance est égale au produit du courant et de la tension, c'est-à-dire P = U*I ( W).

Dans un circuit à courant continu, sa résistance et sa tension ont toujours une valeur constante à un certain point. Par conséquent, à tout moment, la puissance peut être calculée à l'aide de la formule P = I*U = I2*R = U2/R, où R est la résistance au passage du courant dans le circuit électrique (Ohm). S’il existe une source de force électromotrice dans ce réseau, alors la puissance se trouve comme suit : P = je*E+ je2*r, où E est la force électromotrice ou EMF (V), r est la résistance interne de la source EMF (Ohm).

Pour un circuit dans lequel ses paramètres changent au cours d'un certain cycle, la puissance à un certain point est intégrée au fil du temps. Il existe les types de pouvoir suivants :

Loi d'Ohm pour un circuit

Lors du calcul de la puissance en tension et en courant, la loi d'Ohm est souvent utilisée dans la pratique. Il établit la relation entre le courant, la résistance et la tension. Cette loi a été découverte grâce à une série d’expériences par Simon Ohm et formulée par lui en 1826. Il a découvert que la quantité de courant dans une section du circuit est directement proportionnelle à la différence de potentiel et inversement proportionnelle à la résistance de cette section.

La loi d'Ohm peut s'écrire comme suit : Je = U/R, où I est la valeur du courant (A), U est la différence de potentiel (V), R est la résistance du circuit au passage du courant (Ohm).

Pour une chaîne complète, cette formule peut s’écrire comme suit : je = E/(R+ r0), où E est la FEM de la source d'alimentation (V), r0 est la résistance interne de la source de tension (Ohm).

Ainsi, pour la section de la chaîne l'expression sera valable P = U2/R = I2R, et pour une chaîne complète - P = (E/(R+ R0)) 2 *R. Ce sont ces deux formules qui sont le plus souvent utilisées pour calculer les réseaux électriques ou la puissance des équipements nécessaires.

Différents composants d'un réseau électrique consomment différentes quantités de courant à un instant donné. Par conséquent, il est très important de calculer correctement la quantité d'énergie fournie à un moment ou à un autre à un certain endroit du circuit afin d'éviter les surcharges sur la ligne et l'apparition de situations d'urgence.

C'est ce que font les concepteurs de circuits, en les simplifiant au point où la puissance requise peut être calculée à l'aide de la loi d'Ohm.

Calcul pratique

Par exemple, disons que vous devez savoir pour quel courant vous avez besoin d'acheter un disjoncteur installé sur une section d'un circuit. On sait que la ligne sur laquelle il sera installé comprendra simultanément un réfrigérateur d'une consommation électrique maximale d'un kilowatt, une chaudière (deux kilowatts) et un lustre consommant 90 watts. Sur le site d'installation, un réseau monophasé est utilisé, conçu pour une tension de fonctionnement de 220 volts.

Lors de la première étape du calcul, vous devrez additionner toute la puissance des appareils électriques connectés à la ligne. Alors, Ptot. = 1000 + 2000 + 90 +220 = 3310 W. Utiliser la formule P = Je*U, la valeur de courant recherchée est trouvée : I = P/U = 3310/220 = 15,04 A.

De la gamme standard d'interrupteurs, la valeur la plus proche est un disjoncteur de 16 A. Puisqu'il est nécessaire d'acheter un dispositif de protection avec une petite marge, un interrupteur évalué à 20 ampères convient à l'exemple considéré.

Contenu:

Le mouvement des particules chargées dans un conducteur en génie électrique est appelé courant électrique. Le courant électrique n'est pas caractérisé uniquement par la quantité d'énergie électrique traversant le conducteur, puisqu'en 60 minutes une électricité égale à 1 Coulomb peut le traverser, mais la même quantité d'électricité peut traverser le conducteur en une seconde.

Quelle est la force actuelle

Lorsque l'on considère la quantité d'électricité circulant à travers un conducteur sur différents intervalles de temps, il est clair que sur une période de temps plus courte, le courant circule plus intensément, c'est pourquoi une autre définition est introduite dans les caractéristiques du courant électrique : il s'agit de l'intensité du courant, qui est caractérisé par le courant circulant dans le conducteur par seconde de temps. L'unité de mesure de l'amplitude du courant qui passe en génie électrique est l'ampère.

En d'autres termes, l'intensité du courant électrique dans un conducteur est la quantité d'électricité qui a traversé sa section transversale en une seconde, marquée de la lettre I. L'intensité du courant est mesurée en ampères - c'est une unité de mesure qui est égale à l'intensité d'un courant constant traversant des fils parallèles sans fin avec les plus petites sections circulaires séparées de 100 cm et situés dans le vide, qui provoque une interaction sur un mètre de longueur du conducteur avec une force = 2 * 10 moins 7 degrés de Newton pour 100 cm de longueur.

Les experts déterminent souvent l'ampleur du courant qui passe ; en Ukraine (puissance du strum), elle est égale à 1 ampère, lorsque 1 coulomb d'électricité traverse la section transversale du conducteur chaque seconde.

En électrotechnique, on peut constater l'utilisation fréquente d'autres grandeurs pour déterminer la valeur du courant qui passe : 1 milliampère, qui équivaut à un / Ampère, 10 puissance moins trois de l'Ampère, un microampère vaut dix puissance moins sixième. puissance de l'Ampère.

Connaissant la quantité d'électricité traversant un conducteur pendant une certaine période de temps, vous pouvez calculer l'intensité du courant (comme on dit en Ukraine - force strumu) à l'aide de la formule :

Lorsqu’un circuit électrique est fermé et n’a pas de branches, alors la même quantité d’électricité circule par seconde à chaque endroit de sa section transversale. Théoriquement, cela s'explique par l'impossibilité d'accumuler des charges électriques en aucun endroit du circuit ; pour cette raison, l'intensité du courant est la même partout.

Cette règle est également vraie dans les circuits complexes lorsqu'il y a des dérivations, mais elle s'applique à certaines sections d'un circuit complexe qui peut être considéré comme un simple circuit électrique.

Comment le courant est-il mesuré ?

L'amplitude du courant est mesurée à l'aide d'un appareil appelé ampèremètre, ainsi que pour les petites valeurs - un milliampèremètre et un microampèremètre, visibles sur la photo ci-dessous :

Il existe une opinion parmi les gens selon laquelle lorsque l'intensité du courant dans un conducteur est mesurée avant la charge (consommateur), la valeur sera plus élevée qu'après. Il s’agit d’une opinion erronée, basée sur le fait qu’une certaine quantité de force sera censée être déployée pour amener le consommateur à agir. Le courant électrique dans un conducteur est un processus électromagnétique auquel participent des électrons chargés ; ils se déplacent dans une direction, mais ce ne sont pas les électrons qui transmettent l'énergie, mais le champ électromagnétique qui entoure le conducteur.

Le nombre d'électrons sortant du début de la chaîne sera égal au nombre d'électrons après le consommateur en fin de chaîne, ils ne pourront pas être épuisés.

Quels types de conducteurs existe-t-il ? Les experts définissent le concept de « conducteur » comme un matériau dans lequel les particules chargées peuvent se déplacer librement. Presque tous les métaux, acides et solutions salines possèdent en pratique de telles propriétés. Un matériau ou une substance dans lequel le mouvement des particules chargées est difficile, voire impossible, est appelé isolant (diélectrique). Les matériaux diélectriques courants sont le quartz ou l'ébonite, un isolant artificiel.

Conclusion

En pratique, les équipements modernes fonctionnent avec des valeurs de courant élevées, jusqu'à des centaines voire des milliers d'ampères, ainsi qu'avec de petites valeurs. Un exemple dans la vie quotidienne de la valeur du courant dans différents appareils peut être une cuisinière électrique, où elle atteint une valeur de 5 A, et une simple lampe à incandescence peut avoir une valeur de 0,4 A ; dans une photocellule, la valeur du courant qui passe se mesure en microampères. Dans les lignes de transports en commun urbains (trolleybus, tramway), la valeur du courant qui passe atteint 1000 A.

La définition d'un circuit électrique implique un ensemble de certains objets et dispositifs connectés les uns aux autres d'une certaine manière, qui constituent un chemin pour la circulation du courant électrique. Une grandeur physique caractérisée par le rapport de la charge, qui est la section transversale d'un conducteur en fonction du temps, à la valeur de cet intervalle de temps - c'est l'intensité du courant dans le circuit.

(ArticleToC : activé = oui)

Constituez une chaîne :

• générateur (source d'énergie);
• charges (consommateurs d'énergie);
• fils.

Ils sont également divisés en ramifiés et non ramifiés, c'est-à-dire simple, où le courant circulant vers le consommateur depuis la source d'énergie ne change pas sa valeur. Autrement dit, sa valeur est la même sur tous les éléments. Un exemple du circuit le plus simple consiste à éclairer une pièce avec une seule lampe, où le courant circule d'une source d'énergie via un interrupteur vers une lampe à incandescence et retourne à la source.

Les chaînes ramifiées sont caractérisées par une ou plusieurs branches, c'est-à-dire sur son chemin, le courant provenant de la source se divise et traverse les branches jusqu'aux consommateurs indépendants, modifiant ainsi sa valeur.

A titre d'exemple, utilisez le même éclairage, mais en présence d'un lustre composé non pas d'une, mais de plusieurs ampoules et d'un interrupteur multi-touches. Le courant arrivant à l'interrupteur depuis la source est divisé pour alimenter les lampes. Ensuite, il revient le long du fil commun.

Bifurquer– est un ou plusieurs éléments connectés en série.

La tension est mesurée par rapport à la terre, où sa valeur est nulle. Le courant circule d’un nœud où la tension est élevée vers un nœud où la tension est faible.

Il est facile de calculer la tension à un nœud :

V1-V2=I1*(R1), Où

I1— courant circulant du nœud 1 au nœud 2 ;

V1- tension connue ;

R1- la résistance entre ces nœuds ;

V2– la tension requise.

Après avoir réalisé certaines actions, nous avons - V2=V1-(I1*R1).

Le courant de dérivation est également déterminé lorsque la tension des nœuds est connue : Je 1=(V1-V2)/R1 ou Je 1+ Je3=Je2, ce qui signifie que le courant d'entrée du nœud et celui de sortie sont les mêmes

Circuits non linéaires et linéaires

Dans le premier, il y a au moins un élément dont les paramètres dépendent du courant qui les traverse et de la tension appliquée.

Dans le second cas, aucune caractéristique des éléments composant le circuit ne dépend du type de courant qui les traverse et de son ampleur. De plus, les circuits eux-mêmes font la distinction entre les parties externes et internes.

Le premier comprend la source d'électricité, et l'externe comprend les fils, les interrupteurs et les interrupteurs, les instruments de mesure, c'est-à-dire tout connecté à la source à l'aide de pinces. Le courant ne peut circuler que dans un circuit fermé. Si un écart se produit à un endroit quelconque, il s'arrête.

Les circuits sont également en courant continu, c'est-à-dire qui ne se caractérisent pas par un changement de direction du courant (la polarité des sources EMF est constante), et alternatifs, qui se caractérisent par un changement du courant circulant dans le temps.

Dans les circuits, les sources d'énergie peuvent être : des batteries, des générateurs électromécaniques et thermoélectriques, des photocellules et galvaniques. Leur résistance interne est si faible par rapport aux autres charges qu'elle peut être négligée.

Les récepteurs de courant continu sont des luminaires, des moteurs électriques qui convertissent l'énergie électrique mécanique, etc.

L'équipement auxiliaire comprend :

• changer;
• instruments de mesure de divers paramètres (voltmètres et ampèremètres);
• éléments de protection tels que des fusibles.

Pour tous les récepteurs électriques, deux paramètres sont importants : la tension à leurs bornes et la puissance. Les éléments qui composent un circuit électrique peuvent être actifs, c'est-à-dire inducteurs EMF (moteurs, batteries) et passifs (fils, résistances, condensateurs, inductances).

Circuit avec résistance et inductance actives

Pour un circuit alimenté en courant alternatif, dans lequel une inductance est connectée, il est généralement admis que sa résistance active est nulle. En fait, le fil de la bobine et les fils de connexion ont une très faible résistance active. Le circuit va donc consommer de l’énergie.

Par conséquent, lors de la détermination de la résistance totale d’un circuit, il est nécessaire de prendre en compte la résistance active et réactive. Cependant, leur caractère diffère, il est donc impossible de les plier de la manière habituelle. Vous devez utiliser la méthode d'addition géométrique, qui ressemble à ceci (figure ci-dessous) :

Il est nécessaire de construire un triangle dont l'un des côtés est égal à la valeur de la résistance active et l'autre à celle inductive. La valeur de la résistance totale correspond au troisième côté, c'est-à-dire hypoténuse.

L'impédance est mesurée en ohms et est désignée « Z ». De la construction terminée, il ressort clairement qu'elle (l'hypoténuse) est toujours supérieure aux valeurs actives et inductives (les jambes) prises séparément.

Sous forme d'expression algébrique, cela ressemble à ceci :

Ici:

Z- résistance totale ;

R.- actif;

XL- inductif.

Voilà à quoi ressemble la relation entre les résistances des éléments qui composent le circuit et le total.

Puissance du circuit avec inductance

La puissance, comme le montrent les programmes d’études secondaires, est le produit du courant et de la tension, qui sont des quantités variables. Cela signifie que la puissance sera également une quantité variable dans un circuit avec résistance et inductance actives.

Sa valeur à un certain moment peut être calculée en multipliant les valeurs de courant et de tension au même moment. Après avoir effectué ces actions pour chaque instant, nous obtenons des graphiques : a – pour un circuit contenant une inductance, b – actif :

La courbe en pointillés p montre la puissance d'un circuit à courant alternatif, constitué d'une inductance. Pour le construire, la multiplication algébrique est valable : multiplier deux quantités de même signe (deux moins ou deux plus) donne une quantité positive, et les multiplier par des signes différents donne une quantité négative.

Pour un circuit qui contient une résistance en plus de l'inductance, le graphique de puissance ressemble à ceci :

La ligne électrique est située sur l’axe du temps. Cela signifie que le générateur et le circuit n'échangent pas d'énergie, donc la puissance fournie au circuit par le générateur est entièrement consommée par le circuit.

Il s'avère qu'avec un déphasage plus important entre le courant et la tension, moins d'énergie est consommée par le circuit.

Puissance électrique

Le courant circulant d'un potentiel élevé à un potentiel faible fonctionne. La vitesse à laquelle cela se produit est appelée la puissance actuelle dans le circuit. Puisque l’intensité du courant est la quantité d’électricité traversant la section transversale d’un circuit en une seconde, la puissance est une quantité directement proportionnelle à l’intensité du courant dans le circuit avec une résistance et une tension (différence de potentiel). Elle est mesurée en W (watts) et désignée « P ».

P = Je*U

Si seules la résistance et l'intensité du courant sont connues, elles sont calculées à l'aide de la formule :

U=IR, et puis, P = I*U =I*IR

En conséquence nous avons :

P = I2*R

Si les grandeurs connues sont la résistance et la tension, elles sont calculées comme suit :

Р = I*U=U2/R