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0 OFPPT ROYAUME DU MAROC MODULE N°: 5 ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT CONTINU SEC

0 OFPPT ROYAUME DU MAROC MODULE N°: 5 ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT CONTINU SECTEUR : ELECTROTECHNIQUE SPECIALITE : ELECTRICITE DE MAINTENANCE INDUSTRIELLE NIVEAU : TECHNICIEN ANNEE 2007 Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 1 Document élaboré par : Nom et prénom EFP DR KISSIOVA-TABAKOVA Raynitchka CDC Génie Electrique DRIF Révision linguistique - - - Validation - - - Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 2 SOMMAIRE Présentation du Module........................................................................................................................7 RESUME THEORIQUE........................................................................................................................8 1. STRUCTURE DE LA MATIERE...............................................................................................................9 1.1. Forme de la matière.......................................................................................................................9 1.2. Attraction entre atomes et molécules...........................................................................................10 1.3. Structure de l’atome.....................................................................................................................11 1.4. Classification des corps ...............................................................................................................12 2. METHODES DE PRODUCTION D’ELECTRICITE................................................................................13 2.1. Electricité statique........................................................................................................................13 2.1.1. Charge électrique.....................................................................................................................13 2.1.2. Loi de Coulomb........................................................................................................................13 2.1.3. Potentiel...................................................................................................................................14 2.1.4. Production de l’électricité statique ...........................................................................................15 2.2. Electricité dynamique...................................................................................................................16 2.2.1. Courant électrique ...................................................................................................................16 2.2.2. Sens du courant électrique......................................................................................................17 2.2.3. Magnétisme et électromagnétisme..........................................................................................18 2.3. Production de l’électricité .............................................................................................................19 2.3.1. Méthode chimique ...................................................................................................................19 2.3.2. Méthode électromagnétique ....................................................................................................19 2.3.3. Méthode thermique..................................................................................................................20 2.3.4. Méthode photoélectrique .........................................................................................................20 2.3.5. Méthode piézoélectrique..........................................................................................................20 2.4. Types de courant électrique.........................................................................................................21 2.4.1. Courant continu........................................................................................................................21 2.4.2. Courant alternatif .....................................................................................................................21 2.4.3. Courant pulsatif........................................................................................................................22 2.5. Effets du courant électrique .........................................................................................................23 2.5.1. Effet thermique.........................................................................................................................23 2.5.2. Effet chimique ..........................................................................................................................23 2.5.3. Effet magnétique......................................................................................................................23 3. CARACTERISTIQUES DES COMPOSANTS DE CIRCUIT A COURANT CONTINU..........................24 3.1. Conducteurs et câbles .................................................................................................................24 3.1.1. Conducteurs.............................................................................................................................24 3.1.2. Câbles......................................................................................................................................25 3.2. Résistances..................................................................................................................................27 3.2.1. Types de résistances...............................................................................................................27 3.2.2. Symboles .................................................................................................................................29 3.2.3. Puissance dissipée ..................................................................................................................29 3.2.4. Code des couleurs...................................................................................................................30 3.3. Sources de tension ......................................................................................................................30 3.3.1. Types de sources ....................................................................................................................30 3.3.2. Symboles .................................................................................................................................32 3.4. Interrupteurs.................................................................................................................................32 3.5. Fusibles et disjoncteurs................................................................................................................35 3.6. Condensateurs.............................................................................................................................36 3.7. Inductances..................................................................................................................................39 4. DIFFERENTS GROUPEMENTS DES COMPOSANTS DE CIRCUIT A COURANT CONTINU...........40 4.1. Montage en série .........................................................................................................................40 4.2. Montage en parallèle....................................................................................................................41 4.3. Montage mixte..............................................................................................................................42 5. LOI D’OHM ET EXPRESSION DE LA PUISSANCE .............................................................................43 5.1. Loi d’Ohm.....................................................................................................................................43 5.2. Puissance électrique....................................................................................................................44 5.2.1. Puissance disponible...............................................................................................................45 Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 3 5.2.2. Puissance dissipée ..................................................................................................................45 6. CARACTERISTIQUES DES CIRCUITS A COURANT CONTINU ........................................................46 6.1. Groupement série ........................................................................................................................46 6.1.1. Schématisation ........................................................................................................................46 6.1.2. Caractéristiques électriques ....................................................................................................47 6.1.3. Résistance équivalente............................................................................................................48 6.1.4. Inductance équivalente............................................................................................................48 6.1.5. Capacité équivalente ...............................................................................................................49 6.2. Groupement parallèle...................................................................................................................50 6.2.1. Schématisation ........................................................................................................................50 6.2.2. Caractéristiques électriques ....................................................................................................51 6.2.3. Résistance équivalente............................................................................................................51 6.2.4. Inductances en parallèle..........................................................................................................53 6.2.5. Capacité équivalente ...............................................................................................................53 6.3. Groupement des piles..................................................................................................................54 6.3.1. Groupement série ....................................................................................................................54 6.3.2. Groupement parallèle ..............................................................................................................54 6.4. Groupement mixte........................................................................................................................55 7. CARACTERISTIQUES DES CONSTANTES DE TEMPS RC ET RL DANS DES CIRCUITS A COURANT CONTINU ...................................................................................................................................56 7.1. Circuit RC.....................................................................................................................................56 7.1.1. Charge d’un condensateur ......................................................................................................56 7.1.2. Constante de temps.................................................................................................................57 7.1.3. Décharge d’un condensateur...................................................................................................58 7.1.4. Courbes de charge et de décharge d’un condensateur ..........................................................58 7.2. Circuit RL......................................................................................................................................60 7.2.1. Réaction d’un circuit résistif.....................................................................................................60 7.2.2. Réaction d’un circuit inductif....................................................................................................61 7.2.3. Constante de temps.................................................................................................................62 8. SIMPLIFICATION DES CIRCUITS A COURANT CONTINU ................................................................64 8.1. Circuit série ..................................................................................................................................64 8.1.1. Résistance ...............................................................................................................................64 8.1.2. Courant ....................................................................................................................................65 8.1.3. Tension ....................................................................................................................................65 8.1.4. Puissance ................................................................................................................................66 8.1.5. Résolution des circuits série....................................................................................................67 8.2. Circuit parallèle ............................................................................................................................69 8.2.1. Résistance ...............................................................................................................................69 8.2.2. Courant ....................................................................................................................................70 8.2.3. Tension ....................................................................................................................................70 8.2.4. Puissance ................................................................................................................................71 8.2.5. Résolution des circuits parallèle ..............................................................................................71 8.3. Circuit mixte..................................................................................................................................74 9. CODE DE COULEURS DES COMPOSANTS.......................................................................................80 9.1. Code de couleurs des résistances...............................................................................................80 9.1.1. Marquage à trois bandes.........................................................................................................81 9.1.2. Marquage à quatre bandes......................................................................................................81 9.1.3. Marquage à cinq bandes .........................................................................................................82 9.1.4. Marquage à six bandes ...........................................................................................................82 9.2. Code de couleurs des condensateurs .........................................................................................83 9.3. Multiples et sous-multiples des unités de mesure .......................................................................84 10. VERIFICATION DE L’ETAT DES COMPOSANTS DU CIRCUIT ......................................................85 10.1. Piles..............................................................................................................................................85 10.2. Accumulateurs .............................................................................................................................86 10.3. Résistances..................................................................................................................................87 10.4. Condensateurs.............................................................................................................................87 10.5. Inductances..................................................................................................................................88 11. LOIS DU MAGNETISME ....................................................................................................................88 11.1. Notions de magnétisme ...............................................................................................................88 Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 4 11.2. Classification des matériaux magnétiques...................................................................................89 11.2.1. Matériaux ferromagnétiques....................................................................................................89 11.2.2. Matériaux paramagnétiques ....................................................................................................90 11.2.3. Matériaux diamagnétique ........................................................................................................90 11.3. Pôles magnétiques.......................................................................................................................90 11.4. Champ magnétique......................................................................................................................90 11.5. Électromagnétisme ......................................................................................................................91 11.6. Principe de l’électroaimant...........................................................................................................93 11.7. Relais électromagnétique.............................................................................................................94 12. CARACTERISTIQUES DES APPAREILS DE MESURE EN COURANT CONTINU.........................95 12.1. Appareils de mesure analogiques................................................................................................96 12.1.1. Principe de fonctionnement .....................................................................................................96 12.1.2. Classification des appareils de mesure analogiques...............................................................97 12.1.3. Indications des appareils de mesure analogiques...................................................................98 12.1.4. Caractéristiques métrologiques des appareils de mesure analogiques..................................98 12.1.5. Interprétation des lectures des appareils de mesure analogiques........................................101 12.1.6. Pratique des mesures............................................................................................................104 12.2. Appareils numériques ................................................................................................................105 12.2.1. Propriétés des appareils numériques ....................................................................................105 12.2.2. Caractéristiques des appareils de mesure numériques ........................................................106 13. BRANCHEMENT DES APPAREILS DE MESURE..........................................................................107 13.1. Ampèremètres............................................................................................................................107 13.2. Voltmètres ..................................................................................................................................108 13.3. Ohmmètres.................................................................................................................................109 13.4. Wattmètres.................................................................................................................................109 13.5. Multimètre...................................................................................................................................111 13.5.1. Types de multimètre ..............................................................................................................111 13.5.2. Branchement du multimètre...................................................................................................111 14. DEFINITION DE LA RESISTANCE INTERNE D’UNE SOURCE ....................................................115 GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES ................................................................................................118 TP1 – Groupement de composants..................................................................................................119 TP 2 – Loi d’Ohm et expression de la puissance.............................................................................123 TP3 – Caractéristiques des constantes de temps RC et/ou RL des circuits....................................126 TP4 – Simplification des circuits.......................................................................................................132 TP5 – Vérification de l’état des composants ....................................................................................138 Bande de couleurs............................................................................................................................140 Bande de couleurs............................................................................................................................142 TP6 – Application des lois de magnétisme ......................................................................................143 TP 7 : Mesure des valeurs des grandeurs électriques aux différents points d’un............................147 circuit.................................................................................................................................................147 TP8 – Mesure de la puissance dans un circuit à courant continu....................................................152 TP9 – Erreurs de mesure dans un circuit à courant continu ............................................................155 TP10 – Définition de la résistance interne d’une source à courant continu .....................................160 Liste des références bibliographiques..............................................................................................167 Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 5 MODULE : 5 ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT CONTINU Durée : 75 heures OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPORTEMENT ATTENDU Pour démontrer sa compétence, le stagiaire doit analyser des circuit à courant continu selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent. CONDITIONS D’EVALUATION A partir : • -de directives ; • -d’un circuit mixte comprenant des résistances ; • -du schéma du circuit. A l’aide : • -d’outils, • d’instruments de mesure et • d’équipements appropriés. CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE Respect des règles de santé et de sécurité. Utilisation appropriée des instruments et de l’équipement. Travail soigné et propre. Démarche de travail structuré. Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 6 OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU A) Interpréter le schéma d’un circuit. B) Calculer les valeurs aux différents points d’un circuit. C) Mesurer les valeurs aux différents points d’un circuit. D) Justifier les résultats. CRITERES PARTICULIERS DE PERFORMANCE 9 Utilisation appropriée de la terminologie. 9 Décodage correct des symboles et des conventions. 9 Application correcte des lois. 9 Exactitude des calculs. 9 Exactitude des mesures. 9 Respect systématique des mesures de protection. 9 Exactitude du branchement aux points de mesure. 9 Calcul exact des écarts. 9 Justification correcte des causes d’écarts. Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 7 Présentation du Module « Analyse de circuit à courant continu » est le module qui donne aux stagiaires de la spécialité « Électricité de maintenance Industrielle » les notions de base des circuits à courant continu et les règles de mesure électrique. L’objectif de ce dernier est non seulement d’informer le stagiaire sur la matière mais aussi de lui proposer la suite adéquate des consignes à suivre afin d’obtenir des habilités durables au travail pour arriver à des manipulations sécurisées dans le domaine. Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 8 Module 5 : ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT CONTINU RESUME THEORIQUE Résumé de Théorie et Guide de travaux pratiques Module 5 : Analyse de circuits à courant continu OFPPT / DRIF/CDC Génie Electrique 9 1. STRUCTURE DE LA MATIERE La nature et l’origine de l’électricité résident même dans l’organisation interne de la matière. C’est la raison pour laquelle une brève étude de la structure de la matière s’avère nécessaire. 1.1. Forme de la matière La matière se présente sous deux formes d’existence : substance et champs. La substance est concrète, palpable pendant que le champ n’est pas détectable avec les sens humains. Les champs se manifestent par les forces qui lui sont spécifiques. Les substances peuvent être simples (élémentaires) ou tout simplement éléments et composées. Dans la structure des substances composées on retrouve des éléments associés sous des divers rapports. Les éléments peuvent être décomposés jusqu’au niveau des atomes. Les atomes ont une structure particulière et caractéristique pour chaque élément. Lorsque l’on subdivise on modifie la nature de l’élément. L’atome représente la plus petite particule qui conserve les propriétés d’origine d’un élément. Les atomes s’associent d’après des mécanismes spécifiques et engendrent les molécules. La molécule est la plus petite particule à la base de la constitution d’une substance composée qui conserve les propriétés d’origine de celle-ci. uploads/s3/ m05-analyse-circuit-courant-conti-ge-emi-pdf.pdf