Les Lois physiques pour l'électronique, l'électrotechnique, l'automatisme

L’électrocinétique étudie la circulation des courants électriques dans les circuits électriques composés d’un ensemble d’éléments appelés composants comme les générateurs (piles, …), les composants passifs (résistance, bobine d’induction, condensateur) et les composants passifs (transistor, amplificateur opérationnel, …). Ces éléments sont reliés entre eux par des fils conducteurs.


Comment câbler un capteur sur un automate

L’automate programmable est équipé d’une carte des entrées destinée à recevoir :· Les informations d’état des capteurs en provenance des capteurs.· Les informations de commande en provenance du pupitre.Le principe de raccordement consiste à envoyer un signal électrique vers l’entrée choisie surl’automate dés que l’information est présente.Suivant les caractéristiques de l’A.P.I, les capteurs peuvent être de technologie déférentes :-à contact-à transistor -sortie P.N.P (Positif-Négatif-Positif)-sortie N.P.N (Négatif-Positif-Négatif)..


Plan du cours :



 Le raccordement des constituants de type à contact.
 Le raccordement des constituants électroniques de type 2 fils.
 Le raccordement des constituants électroniques de type 3 fils.

par les ingénieur d'électricité "Nous devons obtenir ce programme ''

Un total de logiciels électrique, dans un seul programme
Si vous êtes un électricien ou un ingénieur électrique ou extensions même conçus électrique ce programme, vous devez avoir
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Calculs complexes électriques par le biais de ce programme, tout cela ne saisir les données et obtenir un résultat final précis, selon les normes
Universal, tels que NEC et IES
L'avantage du programme
Automatiser 14 calculs électriques et recherche de données
Suivi des procédures NEC et IES
Tailles du fil basées sur l'ampacité et% de la chute de tension
Tailles conduits
Calcule la chute de tension pour un maximum de cinq composants
Calcul du court-circuit pour un maximum de cinq noeuds
Calcule les besoins en luminaire d'une pièce
Lit et convertit les fichiers de données photométriques IES
Tailles équipement de panneau d'entrée de service
Tailles du matériel moteur
Capacités de correction de facteur de puissance
Effectue des conversions courantes pour alimenter
Calcul automatique de la loi d'Ohm
Recherche rapide de formules électriques courantes
Recherche rapide de la résistance et de la réactance des conducteurs
Fournit des rapports complets et concis

Circuits Électriques et Électroniques

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I. Généralités sur l’amplificateur opérationnel
II. Montages à régime linéaire indépendants de la fréquence
III. Montages à régime linéaire dépendants de la fréquence
IV. Montages à régime non linéaire


Cours Filtre avec inductance

  1.  Filtre avec inductance

  •     Avec redressement monophasé simple (demi-onde)

Le filtre inductif le plus simple consiste en une inductance (ou bobine de lissage) placée en série avec la charge 


Il utilise la propriété des inductances de s’opposer à toute variation du courant qui les traverse. Placée en série, l’inductance oppose donc une forte résistance au passage du composant alternatif. Ceci contribue à diminuer la tension d’ondulation. La forme d’onde aux bornes de la charge est illustrée 

Le courant dans la charge atteint son maximum après celui de la tension de es. Le courant se prolonge après l’inversion de la source d’alimentation lorsque la bobine restitue l’énergie qu’elle avait emmagasinée. La durée de ce débit augmente avec la constante de temps L/Rc.

  •     Avec redressement à double alternance

L’inconvénient principal d’utiliser un redressement à simple alternance est le fait qu’il est impossible d’obtenir une tension continue non pulsée, c’est-à-dire un courant ininterrompu dans la bobine.
Dans un redresseur à double alternance (pleine-onde), la tension de sortie moyenne est augmentée et le circulant dans la charge et dans l’inductance n’est plus interrompu).
Le taux d’ondulation est déterminé par le rapport entre la réactance de la bobine et la valeur de la résistance de charge. On néglige cependant l’effet des harmoniques supérieures.
er = Umax x Rc / (Rc + XL)   (à 100Hz)


La formule précédente indique clairement que le taux d’ondulation diminue lorsque L augmente et lorsque la résistance de charge diminue en valeur ohmique, c’est-à-dire lorsque le courant de charge est important. En conclusion, le filtre inductif série ne devrait être utiliser que dans le cas d’un courant de charge assez important.

    Exemple

En utilisant le circuit de la Figure 4-18 où es = 50V à 50Hz, L = 1H et Rc = 10W, répondez aux question suivantes.
Questions
  a)     XL = ?
  b)     Umax = ?
  c)     Umoy = ?
  d)     er = ?
  e)     h = ?

Solution
XL = 2p x 100Hz x 1H = 628W
Umax = 50V x 1,414 - 1,4V = 69,6V
Umoy = 0,636 x 69,6V = 44,3V
er = 69.6V x 10 W / (10 W + 628 W) = 1,1 V c.à c.
h = 1.1V / (44,3V + 1,1V / 2) = 0,02 ou 2%

  •   Avec filtre LC

Nous avons appris, avec un filtre capacitif, que le taux d’ondulation augmente lorsque la résistance de charge diminue; par contre, il diminue avec un filtre inductif. Une combinaison de ces deux filtres doit nous permettre d’obtenir un taux d’ondulation indépendant de la résistance de charge.

Lorsqu’il n’y a aucune charge, le filtre LC fonction comme un filtre capacitif et le condensateur se charge au maximum de la source. Lorsque la charge est importante, le courant dans la bobine est ininterrompu et le filtre LC fonctionne comme un filtre inductif et la tension aux bornes de la charge est Umoy.
Entre ces deux limites il existe un point critique où le courant traversant la bobine devient ininterrompu. Ce courant est appelé le courant critique. La valeur de ce courant oscille autour du courant moyen et la valeur instantanée de celui-ci ne doit pas devenir nul.


UL c. à c. = Umax
XL = Umax / (2 x I moy critique)
          I moy critique = Umax / (2 x XL)
En considérant le courant dans la charge comme étant à peu près constant, on peut dire que les variations du courant de la bobine circuleront aussi dans le condensateur.
          er = I moy critique x 2 x XC ( er est donc indépendant de Rc)


    Exemple

En utilisant le circuit de la Figure 4-20 où es = 24V à 50Hz, L = 0,2H et C = 470mF, répondez aux question suivantes.

Questions
  a)     I moy critique =?
  b)     DIL = ?
  c)     Umoy = ?
  d)     er = ?
  e)     h = ?

Solution
XL = 2p x 100Hz x 0,2H = 126W
Umax = 24V x 1,414 - 1,4V = 32,5V
I moy critique = 32,5V / (2 x 126W) = 129mA
DIL = 2 x I moy critique = 2 x 129mA = 258mA
Umoy = 32,5V x 0,636 = 20,7V
XC = 1 / (2p x 100Hz x 470mF) = 3,39W
er = 258mA x 3,39W = 880mV c. à c.
h = 880mV / (20,7V + 880mv / 2) = 0,041 ou 4,1%

  •     Filtre en p (CLC)

Le filtre en p est une combinaison du filtre capacitif et du filtre LC. Lorsqu’aucun courant de charge ne circule, la tension de sortie vaut Umax. La valeur de la tension moyenne de sortie est supérieure à celle obtenue avec un filtre LC mais la régulation de tension est moins bonne. Son taux d’ondulation est cependant plus faible que celui du filtre LC mais il est dépendant de la charge (Rc).

DUL @ DVC1 = I moy / (C x f) où f = 100Hz
          er = DUL x XC2 / XL


       Exemple

En utilisant le circuit de la Figure 4-22 où es = 24V à 50Hz, C1 = 10 000mF, L = 0,2H, C2 = 470mF et Icharge = 2A, répondez aux question suivantes.
Questions
  a)     DUC1 = ?
  b)     DIL = ?
  c)     URc moy = ?
  d)     er = ?
  e)     h = ?

Solution
DUC1 = 2A / (10 000mF x 100Hz) = 2V
XL = 2p x 100Hz x 0,2H = 126W
DIL = 2V / 126W = 15,9mA
Umax = 24V x 1,414 - 1,4V = 32,5V
UC1moy = URcmoy = 32,5V - 2V / 2 = 31,5V
XC2 = 1 / (2p x 100Hz x 470mF) = 3,39W
er = 15,9mA x 3,39W = 53,9mV
h = 53,9mV / (31,5V + 53,9mV / 2) = 0,0017 ou 0,17%


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Cours complet d'électricité

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Cours complet d’Electricité 
 Électromagnétisme dans le vide et la matière 
Milieux diélectriques 
Milieux magnétiques Equations de Maxwel


Cours sur les bascule ( R S_ R S H _ J K _ D )

La bascule est un circuit bistable pouvant prendre deux états logiques "0" ou "1". L'état de la bascule peut être modifié en agissant sur une ou plusieurs entrées. Le nouvel état de la bascule dépend de l'état précédent, c'est l'élément de base des circuits séquentiels. La bascule peut conserver son état pendant une durée quelconque, elle peut donc être utilisée comme mémoire. 


La bascule est un circuit bistable pouvant prendre deux états logiques "0" ou "1". L'état de la bascule peut être modifié en agissant sur une ou plusieurs entrées. Le nouvel état de la bascule dépend de l'état précédent, c'est l'élément de base des circuits séquentiels. La bascule peut conserver son état pendant une durée quelconque, elle peut donc être utilisée comme mémoire. 

Le courant électrique

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1- Les atomes
L'atome est le constituant élémentaire de la matière, c'est un assemblage de particules fondamentales.
Il est constitué d'un noyau autour duquel gravitant des électrons, qu'on appellera " nuage électronique ".

courant%2B%25C3%25A9lectrique%2B-%2Batome

2- Le noyau
C'est la partie centrale de l'atome ( environ 10 000 fois plus petit que l'atome lui-même).
Il est constitué de protons, chargés positivement et de neutrons, sans change électrique.

3- Le nuage électronique
Autour du noyau gravitent des électrons. Les électrons sont des charges électriques négatives très petites et très légères. Ces charges négatives gravitent autour du noyau à des distances bien déterminées. Sur ces orbites, appelées couches électroniques, on trouve toujours un nombre bien déterminer d'électrons.
Enfin, dans un atome neutre, le nombre d'électrons est égal au nombre de protons.

En électricité seule la couche périphérique est importante: c'est le nombre d'électron sur cette orbite qui va déterminer si le corps est bon ou mauvais conducteur de l'électricité.

Mais il est possible grâce à un générateur de déplacer les électrons libres d'un conducteur en un mouvement ordonnée: c'est le courant électrique.
Lorsqu'un électron, attiré par le générateur, quitte un atome, il laisse derrière lui un " trou " qui sera comblé par un électron.

4- La tension électrique
La tension électrique correspond à une différence de potentiel entre deux points différents d'un circuit. L'unité de la (ddp) est le VOLT (V).
Pour mesurer cette ddp, on  utilise un voltmètre. Celui-ci se branche toujours en parallèle sur le circuit.

On l'appelle aussi force électromotrice ( F.E.M) car c'est grâce à son action que le courant électrique peut exister.

5- Dipôle
On appelle dipôle tout élément de circuit possédant 2 bornes ou 2 pôles qui permettent de l'insérer dans un circuit.

Si on mesure la tension aux bornes d'un dipôle qui n'est pas insérer dans un circuit, deux cas peuvent se présenter:
- La tension est nulle, le dipôle est passif, c'est le cas d'une ampoule.
- La tension n'est pas nulle, il existe donc une tension aux bornes du dipôle alors que celui-ci n'est traversé par aucun courant, le dipôle est actif, c'est un générateur, c'est le cas d'une batterie.


6- Le courant électrique
Pour qu'un courant électrique circule dans un circuit, il faut que:
- un générateur aux bornes duquel il existe une ddp.
- un récepteur ( charge) relié aux bornes du générateur par un circuit électrique fermé.
circuit%2B%25C3%25A9lectrique
L'intensité du courant électrique représente la quantité d'électrons qui ont traversé le circuit ( générateur, conducteur et charge).
L'intensité du courant se mesure en Ampère (A), symbolisé par la lettre I.
Pour mesurer cette intensité, on utilise un ampèremètre qui se monte en série sur le circuit.
Dans l'illustration ci-dessus la charge utilisée est une ampoule.

Exercices sur les montages à amplificateurs opérationnels


Exercice1: montage amplificateur:
on considère le montage amplificateur suivant:

ex1

on considère le montage amplificateur suivant:
1/Sans faire de calculs,cet a,plificateur est-inverseur ou non inverseur et pourqui?
2/Ue est un signal sinusoidal d'amplitude 0,8V, on désire pour Us un signal d'amplitude 5V.
calculer l'amplitude en tension Av.
3/Calculer le gain en tension Gv.
4/Calculer les résistance R1 et R2 afin aue le courant efficace i soit de 0,1 mA.



Exercice 2: Amplificateur à courant continu
ex2
Dans le montage considéré, l'amplificateur opérationnel est supposé idéal: résistance d'entrée infinie (courant 
d'entrée nul) et amplification différentielle en boucle ouverte infinie (tension différentielle nulle).
Le voltmètre est utilisé sur le calibre 1V continu. On donne Ue = 1v et R0 = 10KOhm.
1°) Exprimer en fonction de Ue et R0 l'intensité I circulant dans la résistance R0.
2°) Exprimer en fonction de Ue, R0 et Rx la tension Us aux bornes du voltmètre.
3°) Tracer la courbe représentative :
Us = f(Rx) Echelles: 1KOhm/cm ; 0,1v/cm
4°) Déduire de la question précédente la valeur maximale de la résistance Rx.

Exercice 3: Montage amplificateur
Dans le montage qui suit, ue est un signal sinusoïdal d'amplitude 0,5v et us un signal d'amplitude 6v.
Les amplificateurs opérationnels sont considérés comme réels.
ex3

1°) Calculer l'amplification en tension Av du dispositif.
2°) Calculer le gain en tension Gv.
3°) Calculer la valeur de R2 pour R1 = 2KOhm.
4°) Représenter sur un même graphe ue et us.
5°) La résistance R3 sert à compenser les écarts entre les courants d'entrée dans l'amplificateur opérationnel.
Pour ce montage, on démontre que R3 = R1 // R2.
Calculer R3.


_______________________________________________________________________________
Dans les exercices qui suivent, les amplificateurs opérationnels sont supposés parfaits. On posera +Usat = 14v,   -Usat = -14v. L'intensité maximale du courant de sortie de l'amplificateur opérationnel est de 20 mA.

Exercice 4: On considère le montage ci-contre.
ex4

 Calculer l'intensité du courant I.
 On donne:
E = 10v, R1 = R2 = 10KOhm et R3 = 5KOhm

Exercice 5:
Dans le montage ci-contre, on donne:
ex5

V1 = -6v; V2 = -5v;
R1 = R2 = R3 = 1KOhm
Quelle est l'intensité du courant I ?

Exercice 6:
 Dans le montage ci-contre, quelle est la valeur de la tension de sortie Vs ?
ex6

On donne:

 Ve = 1v;
R1 = 1KOhm; R2 = 10KOhm.

Exercice 7:
Dans le montage ci-contre, quelle est la valeur de la tension de sortie U2 ?
ex7

On donne:
 U 1 = 5v
R1 = R3 = 1KOhm; R2 = 4KOhm.
Exercice 8:
Dans le montage ci-contre, que vaut l'intensité du courant I ?
ex8
On donne:
R1 = R3 = 1KOhm; R2 = 5KOhm.
Ue = 2v .