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Électricité pour aéronefs
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Circuits simples
Schéma d’un circuit électrique
2-1 CIRCUITS ÉLECTRIQUES SIMPLES
Contenu du chapitre
Circuit ouvert et circuit fermé
Circuit bifilaire et circuit mono filaire
Circuit électrique – support matériel de la loi d’Ohm
Types de circuits
Association série
Association parallèle
Association mixte
Électricité pour aéronefs
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Schéma d’un circuit électrique (1)
le plus simple circuit électrique comprend:une source de tensionune charge (consommateur)un chemin qu’emprunte le courant pour aller de la source à la charge
Électricité pour aéronefs
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Schéma d’un circuit électrique (2)
Schéma : représentation d’un circuit qui emploie des symboles normalisés de chaque élément
en dévoilant le plan de connexions des éléments entre eux, le schéma permet de déterminer le fonctionnement du circuit
Batterie(source)
Ampoule(consommateur)
Sens conventionneldu courant
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Circuit ouvert et circuit fermé (1)
circuit fermé : circuit dans lequel le chemin du courant est complet
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Circuit ouvert et circuit fermé (2)
circuit ouvert : circuit dans lequel le trajet du courant est coupé (interrompu)
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Circuits bifilaires et monofilaires (1)le circuit le plus simple peut être composé d’une source, d’un consommateur (charge, récepteur) et deux fils conducteurs :
l’un pour alimenter la charge
l’autre pour le retour du courant vers la source
On obtiens ainsi un circuit bifilaire
fil d’alimentation
fil de retour
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Circuits bifilaires et monofilaires (2)
en connectant la borne négative de la source et une extrémité de la charge à la structure de l’aéronef (en métal), on remplace le fil de retour par cette structure (masse)
On obtiens ainsi un circuit mono filaire
masse
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Le circuit – support matériel de la loi d’Ohm (1)
La loi d’Ohm peut être reformulée de la manière suivante :
Dans un circuit électrique, le courant a une intensité I
directement proportionnelle à la tension V
inversement proportionnelle à la résistance R
On peut donc écrire :
R
VVfI )(
Voir graphique
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V
RI
I = V / R
V
RI
V = R I
V
RI
R = V / I
Le circuit – support matériel de la loi d’Ohm (2)
Dans un circuit électrique on peut calculer une des grandeurs lorsqu’on connaît les deux autres :
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t
WP
Q
WV
t
QI
IVP
Le circuit – support matériel de la loi d’Ohm (3)
En utilisant les relations de définition de la puissance, de la tension et de l’intensité du courant, on peut trouver la puissance dissipée dans un circuit électrique :
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R
VI
IVP
R
VP
2
IVP RIP 2
IRV
Le circuit – support matériel de la loi d’Ohm (4)
Faisant appel à la loi d’Ohm on trouve deux autres expressions très utiles pour la puissance :
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Types de circuits (1)
étant donné qu’il y a plusieurs récepteurs électriques dans les aéronefs, il y a donc plusieurs façons d’associer ces différentes charges ou récepteurs :
l’association sériel’association parallèlel’association mixte (série/parallèle)
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Types de circuits (2)Association série (1)
circuit série: les composantes sont raccordées en série lorsque la borne de l’une est connectée uniquement avec la borne de la suivante
un circuit série n’offre qu’un seul trajet pour le passage du courant entre deux points du circuit
Voir dessins
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l’intensité du courant dans une association série est la même dans toutes les composantes
Types de circuits (3)Association série (2)
Voir dessins
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il faut retenir que dans un circuit série, si seulement un des récepteurs n’est plus fonctionnel (circuit ouvert), le courant ne peut plus suivre son trajet et le circuit est interrompu, donc aucun autre récepteur ne sera en état de fonctionnement
Types de circuits (4)Association série (3)
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résistances en série : la résistance totale RT d’un circuit série est égale à la somme des résistances individuelles
nT RRRRR ...321
pour additionner les résistances, utilisez toujours les mêmes unités de mesure
pour n résistances en série qui ont la même valeur ohmique :
RnRT
Types de circuits (5)Association série (4)
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Types de circuits (6)Association série (5)
La résistance totale augmente avec chaque addition d’une résistance en série
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n SV V V V V ... 3 2 1
I R V1 1 I R Vn n
n TR ... R R R R 3 2 1
I R VT S
Types de circuits (7)Association série (6)
La tension aux bornes de l’ensemble est égale à l’addition des tensions sur chaque résistance
…
Voir dessin
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la chute de tension totale se répartit parmi les résistances en série proportionnellement aux valeurs des résistancesUn circuit série est appelé diviseur de tension
Types de circuits (8)Association série (7)
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formule de la division de tension : la chute de tension aux bornes d’une résistance ou d’une combinaison de résistances dans un circuit série est égale au rapport de la valeur de cette résistance à la résistance totale, multiplié par la tension de la source
xx RIV
T
S
R
VI
ST
xx V
R
RV
Types de circuits (9)Association série (8)
Voir exemple
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la puissance totale utilisée par un circuit série est égale à la somme des puissances de chaque résistance en série
nT PPPPP ...321
IVP ST TT RIP 2T
ST R
VP
2
Types de circuits (10)Association série (9)
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coupure de circuit (circuit ouvert): une coupure empêche le passage du courant dans un circuit série et aucun composant ne fonctionne plus
Types de circuits (11)Association série (10)
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recherche d’un élément coupé : on mesure la tension aux bornes de chaque résistance en série
la tension aux bornes des résistances en bon état sera zéro
la tension aux bornes de la résistance coupée sera égale à la tension totale de la combinaison en série
Types de circuits (12)Association série (11)
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court-circuit : un court-circuit dans un circuit série fait augmenter le courant
Types de circuits (13)Association série (12)
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circuit parallèle: les composantes sont raccordées en parallèle lorsque leurs bornes sont connectés aux deux même points
un circuit parallèle offre plus d’un trajet pour le passage du courant
Types de circuits (14)Association parallèle (1)
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circuit parallèle : les composantes sont raccordées en parallèle lorsque leurs bornes sont connectés aux deux même points
un circuit parallèle offre plus d’un trajet pour le passage du courant
Types de circuits (15)Association parallèle (2)
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propriétés des circuits parallèles :il existe plus d’un chemin pour le courant entre deux pointsla tension sur chaque branche est la même
Types de circuits (16)Association parallèle (3)
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la tension aux bornes d’une branche est égale à la tension aux bornes des autres branches en parallèle
nt VVVVE ...21
Types de circuits (17)Association parallèle (4)
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le courant de la source se divise pour alimenter chaque branche
321 IIIIT
Types de circuits (18)Association parallèle (5)
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Pour trouver la résistance totale d’un regroupement parallèle on applique la loi d’Ohm avec l’équation des courants et on obtiens :
Rn
V.....
R
V
R
V
Rt
Vt RnRR
2
2
1
1
Rn
V.....
R
V
R
V
Rt
V
21
nt R.....
RRR
1111
21
nt VVVVE ...21
Types de circuits (19)Association parallèle (6)
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lorsque des résistances sont montées en parallèle, la résistance totale du circuit diminue
la résistance totale est toujours plus petite que la plus petite des résistances
Types de circuits (20)Association parallèle (7)
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la résistance totale de deux résistances en parallèle est égale au produit des deux résistances divisé par la somme des deux résistances
21
21
RR
RRRT
pour n résistances en parallèle qui ont la même valeur ohmique:
n
RRT
Types de circuits (21)Association parallèle (8)
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le courant total se divise entre les résistances parallèles en proportion inverse à la valeur des résistancesun circuit parallèle est un diviseur de courant
Types de circuits (22)Association parallèle (9)
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la formule générale du diviseur de courant pour un nombre quelconque de branches :
Tx
Tx I
R
RI
Types de circuits (23)Association parallèle (10)
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la puissance totale utilisée par un circuit parallèle est égale à la somme des puissances de chaque résistance en parallèle
nT PPPPP ...321
IVP ST TT RIP 2
TT R
VP
2
Types de circuits (24)Association parallèle (11)
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lorsqu’une branche d’un circuit parallèle est coupéela résistance totale augmentele courant total diminuele courant qui traverse chaque branche parallèle demeure le même
Types de circuits (25)Association parallèle (12)
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Types de circuits (26)Association parallèle (13)
Le branchement parallèle est la modalité la plus souvent utilisée dans les réseaux électriques
Voir quelques applications typiques :
Réseau domestique
Réseau d’automobile
Réseau d’aviation
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Types de circuits (27)Association mixte (1)
Le branchement des récepteurs se fait partiellement en série et en parallèle
La partie série du circuit reste soumise aux lois des associations en série et la partie parallèle aux lois des associations parallèles
Voir un exemple
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parfois, il peut être utile de redessiner le schéma afin que les relations série-parallèle soient plus évidentes
Types de circuits (28)Association mixte (2)