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Support de cours sur l’electricite automobile

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Support de cours sur l’electricite automobile

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DÉFINITION :

Un circuit électrique comporte un générateur et un ou plusieurs consommateurs, les liaisons entre ces éléments sont réalisées par un conducteur.

Le générateur est la source de tension, le conducteur permet la circulation du courant électrique et le consommateur transforment cette énergie reçue.

( RAPPEL ) : GRANDEURS ÉLECTRIQUES :

tyle="font-size: 8pt;">La tension correspond à une force (électrique) elle est due à la différence de charge électrique entre deux bornes (différence de potentiel).

La tension s’exprime en volt et est symbolisée par la lettre (V).

L’intensité (le courant) correspondre à la quantité d’électricité (électrons) qui circule dans le circuit.

Le courant circule toujours du + vers le -.

L’intensité s’exprime en Ampère et est symbolisée par la lettre (A).

Analogie entre l’électricité et l’hydraulique :

S’il n’y a plus de tension/pression, il n’y a plus de courant/débit

Comparaison électrique / hydraulique

Le circuit électrique d’un véhicule :

Un circuit électrique automobile est constitué:

De générateur:

Batterie Alternateur

De consommateur:

Démarreur

Système éclairage/signalisation Système électronique (calculateur)

De conducteur :

Faisceau (fil électrique)

La batterie :

Elle fournit l'énergie électrique nécessaire au véhicule à l'arrêt et au démarrage.

Elle transforme l'énergie chimique qu'elle contient en énergie électrique.

L'alternateur :

Il fournit l'énergie électrique nécessaire au véhicule et permet la charge de la batterie moteur tournant.

Il transforme l'énergie mécanique en énergie électrique

Le démarreur : Il permet de lancer le moteur thermique en rotation, Il transforme l'énergie électrique reçue en énergie mécanique

Le consommateur : Il transforme l'énergie électrique reçue en énergie : lumineuse, calorifique, mécanique.

Le calculateur : Il transforme l'énergie électrique reçue en énergie électrique de précision (pilotage d'injecteur...) pour alimenter et faire fonctionner les éléments dont il a la charge.

Les conducteurs : Il conduisent l'électricité entre les éléments.

Calcul de la section d’un fil :

La section d’un fil et la valeur d’un fusible doivent être déterminées en fonction de l’intensité qui les traverse. Un mauvais choix peut entraîner leur détérioration.

Exemple :

Le démarreur est un fort consommateur (100 à 300 A) ,son câble d’alimentation aura donc une section beaucoup plus importante que le fil d’alimentation d’une ampoule de phare (55 W).

La résistance électrique d'un conducteur dépend de ses dimensions: la longueur L et la section s.

La résistance s’exprime en Ohm (Ω) et est donnée par la formule :

R =  ρ L

Le relais :

Il existe deux type de relais pour l'électricité auto : le relais simple à 4 pôles et relais inverseur à 5 pôles, dont voici les schémas (ils peuvent être aussi numérotés de 1 à 4 ou de 1 à 5) Définition :

Le relais n'est rien d'autre qu'un interrupteur.

Ce qui le différentie d'un interrupteur classique, c'est qu'il est commandé.

Au lieu de s'enclencher par la pression du doigt, il va fermer le circuit sur ordre d'un autre appareil (module, sonde...) ou interrupteur ( commodo ). Ces appareils étant eux mêmes des interrupteurs.

Le relais (suite):

La partie puissance:

C'est elle qui fait office d'interrupteur et c'est elle qui va alimenter l'appareil qui sera branché en sortie. (moteur de ventilation, phare, (pompe à essence....) Elle fournit la puissance électrique C'est un bras en acier sur lequel est placé un contacteur en acier spécial.

Il est très semblable aux rupteurs qui équipaient les voitures et qui commandaient les étincelles de bougies avant la venue des allumages électroniques.

Lorsque les contacts se touchent, le circuit est dit fermé, Le contact est établi entre l'entrée et la sortie puissance, et le courant peut alors circuler d'une borne à l'autre.

La partie commande:

Elle est "le doigt" qui va presser sur l'interrupteur , elle se compose d'une petite bobine, et d'un axe qui se trouve en son centre.

Lorsque la bobine est parcourue par un courant, l'axe qui se trouve en son centre devient un aimant.

Cet aimant va pousser ou tirer sur le bras du contacteur. Ceci aura pour effet de fermer le circuit (relais classique).

Intérêt et fonctionnalité :

Ils peuvent être commandés électriquement, et ne nécessitent pas forcément d'intervention extérieure mécanique.

Ils permettent la rupture ou la fermeture d'un circuit électrique dans lequel passe beaucoup de courant, en minimisant les risques de mauvais contact et/ou de contact permanent.

La quantité de courant qui passe lors de la mise en route de certains appareils est très importante,

il évite de sur-dimentionner les sections de fils conducteurs.

Sécurité :

Ils permettent de limiter les risques d'incendies en cas de dysfonctionnement, en limitant au minimum la longueur des câblages à fort ampérage.

Chapitre 4: Lois générales des circuits électriques

  1. Rappel de la classe de 3e: portion de circuit contenant des résistors en série  
  2. a)            Loi sur les intensités

L'intensité du courant à travers plusieurs résistors en série est la même.

I=I1=I2=I3

  1. b)           Loi sur les tensions

La tension totale aux bornes de plusieurs résistors en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chacun des dipôles.

U=U1+U2+U3

  1. c)            Résistance équivalente

La résistance équivalente à plusieurs résistors en série est égale à la somme des résistances de ces résistors.

Réq = R1 + R2 + R3

  1. d)           Exemple

Une portion du circuit comprend 4 résistors montées en série, de résistances respectives 5 , 10 , 15  et 20 . La tension aux bornes de cette portion est 24 V. Calculer :

o             la tension aux bornes de chacun des résistors ;

o             l’intensité du courant à travers chacun des résistors ;

o             la résistance équivalente de cette portion ;

o             l’énergie électrique transformée en énergie thermique par cette portion pendant 2 h.

  1. Rappel de la classe de 3e: portion de circuit contenant des résistors en parallèle  
  2. a)            Loi sur les intensités

L'intensité du courant à travers un ensemble de plusieurs résistors en parallèle est égale à la somme des intensités à travers chacun des dipôles.

II1I2I3

  1. b)           Loi sur les tensions

La tension aux bornes de plusieurs résistors en parallèle est la même.

UU1U2U3

  1. c)            Résistance équivalente

L'inverse de la résistance équivalente à plusieurs résistors en parallèle est égal à la somme des inverses des résistances de ces résistors.

1             1             1             1

          

R R R R

éq          1             2             3

  1. d) Exemple

Une portion du circuit comprend 4 résistors montées en parallèle, de résistances respectives 5 , 10 , 15  et 20 . La tension aux bornes de cette portion est 24 V. Calculer :

o             la tension aux bornes de chacun des résistors ;

o             l’intensité du courant à travers chacun des résistors ;

o             la résistance équivalente de cette portion ;

o             l’énergie électrique transformée en énergie thermique par cette portion pendant 2 h.

  1. Loi de Pouillet pour un circuit série comportant des récepteurs et des  générateurs
  2. a)            Loi sur les intensités et les tensions

L’intensité I est la même en tout point du circuit.

La tension entre deux points quelconques du circuit est la somme des tensions partielles aux bornes des dipôles branchés entre ces deux points.

UAB = UAC + UCD + UDB

  1. b)           Energies électriques transférées dans un circuit comprenant un générateur et plusieurs récepteurs

Quel que soit le branchement des récepteurs (série ou parallèle), l'énergie électrique fournie par le générateur est égale à la somme des énergies électriques reçues par l'ensemble des récepteurs.

  1. c) Circuit série avec plusieurs générateurs, plusieurs résistances et plusieurs récepteurs

Considérons un circuit série comprenant un générateur G, un chargeur C, un moteur M et deux résistances.

Exprimons la tension UAB aux bornes de l'ensemble des deux générateurs:

* Entre A et B se trouvent les générateurs en série : UAB = UG1 + UG2

UAB = E1  r1I + E2  r2I               (1)

* Entre A et B se trouvent également plusieurs récepteurs en série : UAB = UM1 + U1 + U2 + UM2

UAB = E'1 + r'1I + R1I + R2I + E'2 + r'2I     (2)

(1) et (2)           E1  r1I + E2  r2I = E'1 + r'1I + R1I + R2I + E'2 + r'2I

 E1 + E2 = r1I + r2I + E'1 + r'1I + R1I + R2I + E'2 + r'2I  E1 + E2 = (E'1 + E'2) + (r + r'1 + R1 + R2 + r'2)I  E = E' + (r)I

Cette relation traduit la loi de Pouillet :

Pour un circuit série comprenant plusieurs générateurs (orientés de la même façon) et plusieurs récepteurs, la somme des f.é.m. moins la somme des f.c.é.m. est égale à l'intensité multipliant la somme de toutes les résistances du circuit.

E  E' = (r)I

  1. Remarque : lois pour un circuit parallèle comportant des récepteurs et des générateurs

Les lois sur les intensités et les tensions pour les résistances en parallèle, restent valables pour des dipôles quelques branchés en parallèle !

L'intensité du courant à travers un ensemble de plusieurs dipôles en parallèle est égale à la somme des intensités à travers chacun des dipôles.

La tension aux bornes de plusieurs dipôles en parallèle est la même.


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