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Électrocinétique. Tome 1. Régime stationnaire. Approche physique, exercices corrigés et simulations LTspice
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Cet ouvrage présente les bases techniques et physiques de l’électricité, branche de la physique appliquée qui est au cœur de la production des technologies nécessaires à la transition énergétique. Celle-ci est imposée par l’impérieuse nécessité de sortir de l’ère des carburants fossiles qui, par le rejet de CO2 dans l’atmosphère, sont responsables d’un réchauffement climatique dont la dynamique est sans précédent dans l’histoire de la Terre.
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Rubrique :
Sciences
ISBN :
9782383952787
Référence :
2278
À paraître
Cet ouvrage présente les bases techniques et physiques de l’électricité, branche de la physique appliquée qui est au cœur de la production des technologies nécessaires à la transition énergétique. Celle-ci est imposée par l’impérieuse nécessité de sortir de l’ère des carburants fossiles qui, par le rejet de CO2 dans l’atmosphère, sont responsables d’un réchauffement climatique dont la dynamique est sans précédent dans l’histoire de la Terre.
Il s’adresse donc à tout lecteur qui s’intéresse à l’électronique, l’électrotechnique, ainsi qu’aux diverses méthodes de production d’électricité, entendue comme vecteur permettant le transfert d’une énergie d’un point à un autre.
Une attention particulière est portée à la signification physique des définitions courantes du domaine de l’électricité. En effet, étant invisibles à l’œil humain, les grandeurs électriques (charge, intensité d’un courant, tension, puissance, énergie) ne sont pas accessibles instinctivement ! Les connaissances requises sont donc fournies et expliquées à chaque fois, au moment où elles sont nécessaires.
On se limite essentiellement, dans ce premier tome au régime de fonctionnement stationnaire ou statique : régime dit « continu » où toutes les grandeurs sont indépendantes du temps. Les principaux composants jouant un rôle dans ce régime sont présentés. Les théorèmes et méthodes permettant de réduire la complexité d’un circuit sont justifiés et illustrés par des exemples. Des exercices entièrement corrigés se trouvent en fin de chaque chapitre. Des simulations LTspice illustrent les points essentiels.
Les connaissances scientifiques requises ne dépassent pas le niveau du premier cycle de l’enseignement supérieur.
| Référence : | 2278 |
| Nombre de pages : | 216 |
| Format : | 16x24 cm |
| Reliure : | Broché |
| Rôle | |
|---|---|
| Chuberre Hervé | Auteur |
Introduction
1 Approximation des régimes quasi-stationnaires
1.1 Régime stationnaire
1.2 Régime non stationnaire
1.3 En pratique
1.4 Conclusion
2 Courant électrique
2.1 Charge
2.1.1 Observations et interprétation
2.1.2 Définition
2.1.3 Postulats, propriétés et conséquences
2.2 Conducteur
2.3 Courant
2.3.1 Définition
2.3.2 Présentation simplifiée de la conduction électrique
2.3.3 Sens conventionnel
2.4 Intensité
2.4.1 Orientation d’un conducteur
2.4.2 Définition en termes de débit de charges – Convention
2.4.3 Interprétation microscopique en termes de flux
2.4.4 Dipôle
2.5 Exercices
2.6 Solutions
3 Tension électrique
3.1 Analogie
3.2 Générateur
3.3 Circuit
3.3.1 Principe de fonctionnement
3.3.2 Description
3.3.3 Résistance d’un dipôle
3.4 Tension
3.4.1 Énergie potentielle et potentiel
3.4.2 Différence de potentiel ou tension
3.4.3 Commentaires
3.5 Masse
3.5.1 Référence de tension
3.5.2 Carcasse ou châssis
4 Conducteurs ohmiques
4.1 Modèle de conduction de Drude (1900)
4.1.1 Le cuivre
4.1.2 Forme locale de la loi d’Ohm
4.2 Exercices
4.3 Solutions
5 Lois intensité-tension des dipôles passifs
5.1 Résistances
5.1.1 Loi d’Ohm
5.1.2 Résistances traversantes
5.2 Condensateurs
5.2.1 Symbole – Notation – Convention
5.2.2 Loi intensité-tension
5.3 Bobines
5.3.1 Relation flux intensité
5.3.2 Loi intensité-tension
5.3.3 Symbole – Notation – Convention
5.4 Exercice
5.5 Solution
6 Puissance et énergie
6.1 Convention générateur et convention récepteur
6.2 Puissance reçue par un dipôle
6.2.1 Première approche
6.2.2 Seconde approche
6.2.3 Commentaires
6.3 Énergie reçue par un dipôle
6.4 Applications
6.4.1 Effet Joule pour une résistance
6.4.2 Énergie stockée dans un condensateur
6.4.3 Énergie stockée dans une bobine
6.5 Exercice
6.6 Solution
7 Lois de Kirchhoff (1845)
7.1 Loi d’identité de l’intensité le long d’une branche
7.2 Loi des noeuds
7.3 Lois des mailles
7.3.1 Additivité des tensions
7.3.2 Loi des mailles
7.4 Exercice
7.5 Solution
8 Dipôles linéaires actifs
8.1 Courbe caractéristique de fonctionnement
8.2 Classification
8.3 Sources indépendantes idéales
8.3.1 Dispositifs
8.3.2 Source indépendante de tension idéale
8.3.3 Source indépendante de courant idéale
8.4 Dipôles actifs linéaires
8.4.1 Modèle série de Thévenin (1883)
8.4.2 Modèle parallèle de Norton (1926)
8.4.3 Équivalence Thévenin-Norton
8.5 Alimentation stabilisée réglable de laboratoire
8.6 Exercices
8.7 Solutions
9 Réduction de la complexité des circuits linéaires
9.1 Associations particulières de dipôles
9.1.1 Association en série
9.1.2 Association en parallèle (ou « en dérivation »)
9.1.3 Formules des ponts diviseurs
9.2 Théorèmes des circuits linéaires
9.2.1 Théorème de substitution de Vaschy
9.2.2 Théorème de Superposition
9.2.3 Théorème de Pouillet (1837)
9.2.4 Théorème de Millman (1940)
9.3 Point de fonctionnement d’un circuit
9.4 Conclusion : concept de dualité
9.4.1 Définition
9.4.2 Les cinq dualités fondamentales à connaître
9.4.3 Associations de dipôles et dualité
9.5 Exercices
9.6 Solutions
10 Simulations LTspice
10.1 Simulation LTspice du pont diviseur de tension
10.1.1 Démarrer le logiciel
10.1.2 Créer un nouveau schéma
10.1.3 Éditer le circuit
10.1.4 Simuler le circuit
10.1.5 Transient Analysis
10.1.6 Sweep a DC Voltage
10.1.7 Sweep a Resistor Value
10.1.8 Analyse des puissances cédées et reçues
10.2 Simulation LTspice d’un montage à transistor
10.2.1 Éditer le circuit
10.2.2 Simuler le circuit : DC Operating Point Analysis
11 Annexe Concept d’énergie
11.1 Approche énergétique de la mécanique du point matériel
11.1.1 Définitions qualitatives
11.1.2 Travail d’une force
11.1.3 Énergie cinétique d’une particule
11.1.4 Théorème de l’énergie cinétique
11.1.5 Puissance (d’une force)
11.1.6 Force conservative – Énergie potentielle
11.1.7 Énergie mécanique
11.2 Énergie d’un système de 2 points matériels
11.2.1 Système
11.2.2 Barycentre
11.2.3 Quantité de mouvement
11.2.4 Référentiel barycentrique d’un système
11.2.5 Énergie cinétique
11.2.6 Énergie mécanique
11.3 Conservation de l’énergie totale (premier principe)
11.4 Deuxième principe (dit d’évolution)
11.5 Précisions sémantiques
11.5.1 Les trois formes d’énergie stockable
11.5.2 Les deux modes de transfert d’énergie
11.5.3 Les énergies primaires
12 Annexe Loi de Graham (1833)
12.1 Modèle simplifié
12.1.1 Système étudié
12.1.2 Hypothèses
12.2 Pression cinétique.
12.3 Température cinétique et loi de Graham
12.3.1 Théorème d’équipartition de l’énergie
12.3.2 Commentaire
12.3.3 Loi de Graham
Bibliographie
Conclusion
