Notions générales
Principes électriques visualisés de façon animée et interactive : vous modifiez les paramètres avec des curseurs et voyez l’effet immédiatement. Pas de formules isolées — tout est mis en contexte visuel.
Grandeurs fondamentales & composants
Intensité (courant)
Le courant = le débit de charge électrique à travers un conducteur
Courant I
8 A
1 A
1 C/s
I = Q / t
Le courant électrique I = la quantité de charge (électrons) qui traverse un conducteur par seconde. I = Q/t ; unité : Ampère (A) ; 1 A = 1 C/s. Augmentez I → les électrons circulent plus vite.
Tension
La tension = la différence de potentiel qui « pousse » le courant (comme la pression de l’eau)
Tension U
12 V
1 V
1 J/C
La tension U = la différence de potentiel électrique entre deux points ; c’est la « pression » qui pousse le courant (analogie : la différence de hauteur de l’eau). Unité : Volt (V) ; 1 V = 1 J/C.
Résistance
Elle s’oppose au passage du courant ; à tension fixe, une R plus grande → un courant plus faible
Résistance R
6 Ω
I = U/R
2.00 A
U
12 V
R = U / I = ρ · L / S
La résistance R s’oppose au courant. À U fixe, I = U/R (R double → courant divisé par deux). R = ρ·L/S (elle augmente avec la longueur, diminue avec la section). Unité : Ohm (Ω). Le courant qui traverse R produit de la chaleur : P = I²·R.
Puissance
L’énergie consommée par seconde : P = U · I
Puissance P
60 W
P = U · I · 1 W = 1 V · 1 A
La puissance P = l’énergie consommée par seconde = le produit de la tension et du courant (l’aire U×I). Unité : Watt (W). L’ampoule éclaire plus fort lorsque P augmente.
La loi d’Ohm
Modifiez la tension et la résistance ; le courant circule plus vite ou plus lentement
Courant I = U / R
2.00 A
Puissance P = U · I
24 W
I = U / R · P = U · I
Les particules circulent plus vite lorsque le courant est plus élevé. À R plus faible ou U plus élevée → I augmente.
Le triangle des puissances
Comment la puissance apparente se répartit en active (P) et réactive (Q), selon cos φ
Active P
8.5 kW
Réactive Q
5.3 kVAr
Puissance apparente S
10 kVA
P = S · cos φ (kW, utile) · Q = S · sin φ (kVAr, réactive) · S = √(P² + Q²) (kVA). Un cos φ plus faible → davantage de puissance réactive inutile.
Fréquence & période
Combien d’oscillations par seconde effectue une tension alternative
Fréquence f
2 Hz
Période T = 1/f
0.50 s
La fréquence (Hz) = le nombre de cycles par seconde ; la période T = 1/f. Le réseau en Roumanie : 50 Hz (T = 20 ms).
Inductance (Henry)
La bobine s’oppose à la variation du courant ; la tension est déphasée de +90°
U_L = L · di/dt · 1 H = 1 V·s/A
Une bobine stocke de l’énergie dans un champ magnétique et s’oppose à la variation du courant. En c.a., la tension aux bornes de la bobine est déphasée de +90° en avance sur le courant. L’inductance se mesure en Henry (H).
Capacité (Farad)
Le condensateur se charge et se décharge de façon exponentielle (constante de temps τ = R·C)
τ = R · C
1.0
Charge
0 %
Le condensateur stocke une charge : Q = C · U. Il se charge de façon exponentielle avec la constante de temps τ = R · C (à 5τ il est chargé à ~99 %). La capacité se mesure en Farad (F).
Le champ magnétique
Le champ circulaire autour d’un conducteur parcouru par un courant
Le courant engendre un champ magnétique circulaire autour du conducteur ; son intensité croît avec le courant. Le sens : la règle de la main droite (le pouce = le courant, les doigts = le champ).
Courant alternatif → continu & mesure
Redresseur — AC → CC
La transformation du courant alternatif en continu
Transformateur (modifie l’amplitude selon le rapport de spires) → pont redresseur (4 diodes) → condensateur de filtrage → tension continue.
Le transformateur modifie la tension selon le rapport de spires : U_secondaire = U_primaire / n. Le pont (4 diodes) replie les alternances négatives ; le condensateur « comble » les creux (filtrage). Un condensateur plus grand → une ondulation plus faible.
Voltmètre & Ampèremètre
Comment les raccorder correctement — et ce qui arrive en cas d’erreur
Ce que vous mesurez
Raccordement
✓ Correct. Le voltmètre se branche en PARALLÈLE avec le consommateur ; l’ampèremètre en SÉRIE.
Voltmètre = grande résistance, en PARALLÈLE (il mesure la tension aux bornes). Ampèremètre = faible résistance, en SÉRIE (le courant le traverse). Les inverser est l’erreur classique.
Lois de Kirchhoff
Lois de Kirchhoff
Comment se répartissent les courants et les tensions en série et en parallèle
I (total)
0.40 A
U1 / U2
4.0 / 8.0 V
I (comun)
0.40 A
Loi des tensions (KVL) : sur une maille, U = U1 + U2. En série le courant est le même, et la tension se répartit proportionnellement à R.
En série : I commun, U se répartit (U = U1 + U2 — KVL). En parallèle : U commune, I se répartit (I = I1 + I2 — KCL).
Générateurs en série & en parallèle
Comment la tension et le courant évoluent lorsque vous raccordez plusieurs sources
Tension totale
24 V
En série (+ à −) : les tensions s’ADDITIONNENT → U = U1 + U2. Le courant disponible reste le même. (Ex. : 2 piles de 1,5 V en série = 3 V.)
Série = les tensions s’additionnent (courant inchangé). Parallèle = la tension reste, mais le courant maximal / l’autonomie augmente. En parallèle, les sources doivent avoir la même tension (sinon des courants d’égalisation apparaissent).
Système triphasé
Les sinusoïdes triphasées
Les trois phases à 120° et le courant dans le neutre lorsque vous les déséquilibrez
Équilibré — le courant dans le neutre ≈ 0 (les trois s’annulent vectoriellement).
À amplitudes égales, la somme des trois sinusoïdes déphasées de 120° est nulle → le neutre n’est pas chargé. Voir la page « Équilibrage triphasé » pour le calcul.
Phaseurs triphasés (déphasage 120°)
Les trois tensions sous forme de vecteurs tournants, déphasés de 120° — système symétrique
Système symétrique (déphasages 120° / 240°) — la somme vectorielle des trois ≈ 0 (elles s’annulent).
Somme vectorielle (résultante)
0 V
résultante = U_phase × |R⃗ + S⃗ + T⃗| · U_phase = 230 V · symétrique (120°) → 0
Les trois phases R/S/T sont des vecteurs (phaseurs) de même longueur, déphasés de 120°. Déplace le déphasage de S/T et observe leur somme vectorielle (résultante) croître à partir de zéro. C’est une démonstration de l’annulation à 120° : dans un réseau réel le déphasage est fixe à 120°, et le courant de neutre provient de charges inégales sur les phases (voir la page « Équilibre triphasé »), pas du changement d’angle.
Étoile (Y) — Triangle (Δ)
Les deux modes de raccordement d’un système triphasé
Récepteur triphasé — 3 enroulements (ex. : moteur)
Tension de phase (L–N)
230 V
Tension de ligne (L–L)
400 V
Tension d’enroulement
230 V
Seule la tension d’enroulement diffère : étoile = 230 V · triangle = 400 V
Étoile (Y) : chaque enroulement est connecté entre une phase et le neutre → il voit la tension de phase = 230 V (= U_ligne / √3). Courant de ligne = courant d’enroulement.
Les tensions du réseau sont fixes et normalisées : 230 V entre phase et neutre, 400 V entre phases (U_ligne = √3 × U_phase). Avec étoile/triangle, ce ne sont PAS ces tensions qui changent, mais la tension qui arrive sur chaque enroulement : en étoile 230 V (phase–neutre), en triangle 400 V (phase–phase). D’où le démarrage ÉTOILE-TRIANGLE : on démarre en étoile (l’enroulement ne reçoit que 230 V → courant de démarrage réduit), puis on commute en triangle pour la pleine puissance.
Protections
Les courbes MCB — B / C / D
Où déclenche un disjoncteur : thermique (surcharge) ou magnétique (court-circuit)
Courbe de déclenchement
Sous 1,13 × In, il ne déclenche pas. Entre 1,13 × In et le seuil de la courbe → thermique (lent). Au-delà du seuil de la courbe (B 3× · C 5× · D 10× In) → magnétique (instantané).
DDR / tore — courant résiduel
Comment un différentiel « ressent » une fuite de courant à la terre
Seuil de déclenchement : 30 mA
✓ Sous le seuil — ne déclenche pas
En fonctionnement normal, le courant qui entre par la phase (L) = le courant qui sort par le neutre (N) → la somme dans le tore = 0. Une fuite à la terre (contact, défaut d’isolation) dévie une partie du courant → I_L > I_N ; la différence (le courant résiduel) est détectée par le tore. À ≥ 30 mA le DDR déclenche (Art. 4.1.5.2.1).
Discussion
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