Électricité
Formules d'Électrocinétique
Ensemble des formules fondamentales des circuits électriques : loi d'Ohm, lois de Kirchhoff, puissance, énergie et composants RLC.
Introduction
L'électrocinétique étudie les courants électriques dans les circuits. Les formules couvrent les lois de base (Ohm, Kirchhoff), les composants passifs (résistance, condensateur, bobine), les régimes transitoires (RC, RL, RLC) et les circuits en régime sinusoïdal. Ces relations sont utilisées intensivement dans les exercices de physique du Bac.
Contenu détaillé
1. Lois fondamentales des circuits
- •Loi d'Ohm : U = R·I (résistance R en ohms Ω)
- •Loi des nœuds (Kirchhoff) : Σ I_entrant = Σ I_sortant
- •Loi des mailles (Kirchhoff) : Σ U dans une maille = 0
- •Résistances en série : R_eq = R₁ + R₂ + ... + Rn
- •Résistances en parallèle : 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/Rn
2. Condensateur et bobine
- •Condensateur : q = C·u, i = C·du/dt, énergie Ec = ½C·u²
- •Bobine idéale : u = L·di/dt, énergie EL = ½L·i²
- •Circuit RC : τ = R·C, charge u(t) = E(1 - e^(-t/τ))
- •Circuit RL : τ = L/R, établissement i(t) = (E/R)(1 - e^(-t/τ))
- •Circuit RLC : oscillations amorties, pseudo-période T ≈ 2π√(LC)
3. Puissance et énergie électrique
- •Puissance : P = U·I (en watts W)
- •Effet Joule : P = R·I² = U²/R
- •Énergie : E = P·t (en joules J, ou kWh pour les factures)
- •Rendement : η = P_utile / P_totale
Formules clés
Loi d'Ohm
U = R·I
Puissance
P = U·I
Constante de temps RC
τ = R·C
Énergie condensateur
Ec = ½Cu²
Énergie bobine
EL = ½Li²
Pulsation propre RLC
ω₀ = 1/√(LC)
Vocabulaire
Intensité I : Débit de charge électrique : I = dq/dt en ampères (A)
Tension U : Différence de potentiel entre deux points du circuit, en volts (V)
Impédance : Généralisation de la résistance en régime sinusoïdal : Z en ohms
Régime transitoire : Phase d'évolution entre deux régimes permanents (charge/décharge)
Sujets type Bac
- 1Étudier la charge et la décharge d'un condensateur dans un circuit RC
- 2Analyser les oscillations libres d'un circuit RLC série
- 3Calculer la puissance dissipée par effet Joule dans un circuit
