Online Electrocinétique course by Top Instructors - Electrocinétique

Vitesse du courant électrique

Dans ce cours, on apprend comment déterminer la vitesse du courant électrique. Tout commence par la détermination de la densité volumique d'un atome dans le cas d'un métal, en se basant sur la taille d'un atome. Ensuite, on estime la densité volumique de charge dans un bloc de métal, en considérant que chaque atome possède un électron de valence pour la conduction du courant électrique. Enfin, pour calculer la vitesse de déplacement des porteurs de charge dans un câble de haute tension, on fait un comptage de charges qui traversent une section donnée pendant un intervalle de temps. Le résultat est surprenant, mais expliqué par la continuité d'électrons qui permet une sensation d'instantanéité.

Association de dipôles

Dans ce cours, Matisse de Studio explique comment associer des dipôles entre eux. Il commence par un circuit de trois résistances et explique comment trouver la résistance équivalente en divisant le circuit en segments et en utilisant la formule de Parker. Ensuite, il calcule la puissance dissipée par effet Joule et effectue une deuxième exercice pour un circuit de condensateurs en évaluant la capacité équivalente avant de calculer l'énergie stockée et expliquer sous quelle forme elle est stockée.

Diviseurs de tension

Dans cette vidéo, Matisse de Studio explique comment diviser une tension appliquée sur deux dipôles en série, que ce soit des résistances, des condensateurs ou des bobines. Pour cela, il utilise une célèbre formule qu'il démontre à chaque fois. Pour les résistances, la formule est U1=R1/(R1+R2)*E, pour les condensateurs, elle est U1=C2/(C1+C2)*E, et pour les bobines, elle est U1=L1/(L1+L2)*E. Il explique que la clé de l'exercice est de se ramener à ce que les dipôles ont en commun, à savoir le courant. Il utilise donc la loi d'Ohm et des schémas équivalents pour relier les courants et les tensions des différents dipôles. Cette méthode est applicable à de nombreux cas pratiques en électricité.

Diviseurs de courant

Dans cette vidéo, Matisse de Studio explique comment diviser des courants dans des circuits électriques. Il utilise des exemples avec des résistances, des condensateurs et des bobines. Pour le premier cas, il démontre que le courant qui traverse la résistance R1 est égal à R2 sur R1 plus R2 fois le courant total I. Pour le deuxième cas, il montre que le courant qui passe à travers le condensateur 1 est égal à C1 sur C1 plus C2 fois le courant total I. Enfin, pour les bobines, il montre que le courant qui traverse la première bobine est égal à L2 sur L1 plus L2 fois le courant total I. Ces relations sont importantes pour l'étude cinétique des circuits électriques.

Transformation Thévenin-Norton

Dans ce cours, on apprend comment résoudre un circuit électrique en utilisant les associations de résistances et le diviseur de tension pour déterminer la tension et le courant. On nous présente également la transformation de Thevenin-Norton qui consiste à remplacer un générateur avec une résistance en série par un générateur de courant mis en dérivation avec cette résistance. On applique ensuite le diviseur de courant pour résoudre le circuit. Les deux méthodes peuvent être utilisées en fonction de la préférence et de la familiarité de l'étudiant avec les associations de résistances. Finalement, deux expressions sont obtenues pour la tension et le courant en fonction des grandeurs du circuit.

Premiers circuits

Cette vidéo aborde deux circuits électriques et comment déterminer la tension et l'intensité en fonction des grandeurs Eta, E et R. Dans le premier circuit, il y a deux résistances en série avec un générateur éteint. En utilisant les lois de diviseurs de courant et de tension et en travaillant sur les résistances équivalentes, on peut exprimer la tension au bord de la résistance en utilisant la loi d'Ohm. Dans le deuxième circuit, il y a deux générateurs (un de tension et un de courant) et on souhaite déterminer la tension et le courant. On peut utiliser les lois d'émail et des nœuds pour exprimer les grandeurs en fonction des autres grandeurs données et isoler les inconnues pour trouver la tension et l'intensité. Être à l'aise avec ces lois permet de déterminer précisément les tensions des dipôles.

Equivalence de circuits

Dans cette vidéo, nous cherchons à établir une équivalence de circuit entre un montage étoile et un montage en triangle en cherchant les résistances correspondantes. Nous exprimons la tension UAB en fonction des résistances et courants pour les deux montages en utilisant les lois d'Ohm et des mailles. Nous isolons finalement J3 en fonction de I2 et I1 pour trouver les expressions des résistances nécessaires pour que les circuits soient équivalents. Pour trouver l'expression de R3, nous échangeons les rôles des résistances en utilisant le point de symétrie du circuit. Au final, nous avons obtenu une équivalence de circuit utile en physique.

Point de fonctionnement d'une photodiode

Dans cette vidéo, Matisse de Studio explique comment déterminer le point de fonctionnement d'une photodiode, qui est un récepteur de lumière fonctionnant comme une diode. Il explique que la caractéristique courant-tension de la photodiode est tracée en mesurant l'éclairage avec une lampe halogène et en la montant en série avec une résistance de 10 000 ohm. Pour trouver le point de fonctionnement, on doit superposer cette courbe avec celle imposée par le circuit, dont la loi de U est déterminée par la loi d'Ohm. En utilisant deux points, on peut déterminer la droite représentant la courbe, et donc le point de fonctionnement, qui est de moins 0,28 mA. Cela permet de connaître la tension et l'intensité du circuit.

Pont de Wheatstone

Dans ce cours sur le pont de Wheatstone, Matisse de Studio présente un circuit composé d'un générateur de courant continu et de quatre résistances. Il explique comment déterminer les tensions UBC, UDC et UAC et que UAC équivaut à E en utilisant la loi d'Ohm. En supposant que l'intensité du courant dans le voltmètre est quasi nulle, il identifie les valeurs de UBC et UDC en utilisant le diviseur de tension. En déduisant la tension UDB mesurée par le voltmètre, il donne une formule pour calculer la résistance R en fonction des résistances R1, R2 et R3 du pont de Wheatstone. Enfin, il explique comment utiliser le pont de Wheatstone pour déterminer une résistance inconnue en équilibrant le pont et en annulant la tension UDB.

Théorème de Millman

Dans cette vidéo, Matisse de Studio explique une application concrète du théorème de Millman. Il étudie un circuit électrique comprenant plusieurs résistances et un nœud central appelé M. En utilisant la loi des nœuds et la loi d'Ohm, il prouve que le potentiel en M peut être exprimé en fonction des potentiels des autres nœuds et des résistances du circuit. En développant cette équation, il obtient le célèbre théorème de Millman qui permet de calculer le potentiel en un nœud central en fonction des potentiels des autres nœuds et de leurs résistances respectives. Cette application montre que ce théorème est cohérent avec les lois d'association bien connues en électronique.