Intensité d'un courant continu

Le cours

1. Introduction à l'intensité du courant\n\nL'intensité du courant électrique mesure le débit de charges électriques à travers une section de conducteur. En Côte d'Ivoire, cette notion est essentielle pour :\n- Dimensionner les installations électriques\n- Calculer la consommation d'énergie\n- Protéger les circuits (disjoncteurs, fusibles)\n- Optimiser les systèmes photovoltaïques\n\nDescription du schéma 1: Analogie hydraulique. Le schéma doit montrer : (1) Circuit d'eau : débit d'eau dans un tuyau, (2) Circuit électrique : intensité dans un fil, (3) Correspondances : débit ↔ intensité, pression ↔ tension, robinet ↔ interrupteur, pompe ↔ générateur, (4) Valeurs typiques : débit domestique 10 L/min ↔ intensité lampe 0.5 A.\n\n## 2. Quantité d'électricité\n\nDéfinition : La quantité d'électricité $Q$ est la charge totale ayant traversé une section du conducteur pendant un temps $t$.\n\nExpression mathématique : $$Q = I \\times t$$\nOù :\n- $Q$ en coulombs (C)\n- $I$ en ampères (A)\n- $t$ en secondes (s)\n\nCas du courant variable : $Q = \\int_{t_1}^{t_2} I(t) dt$\n\nUnité : Le coulomb (C) = ampère × seconde.\n\nOrdres de grandeur :\n- Charge élémentaire : $e = 1.6 \\times 10^{-19} \\text{ C}$\n- Pile AA : délivre environ 2,000 à 3,000 C\n- Foudre : jusqu'à 200 C\n- Installation domestique : consommation journalière en kC\n\n## 3. Intensité du courant électrique\n\nDéfinition : L'intensité $I$ est le débit de charges à travers une section : $$I = \\frac{Q}{t}$$\n\nInterprétation microscopique : $I = n \\times q \\times v_d \\times S$\nOù :\n- $n$ : nombre de porteurs par unité de volume\n- $q$ : charge du porteur\n- $v_d$ : vitesse de dérive\n- $S$ : section du conducteur\n\nMesure : Avec un ampèremètre branché en série.\n\n## 4. Lois du courant continu en série\n\nLoi d'unicité de l'intensité : Dans un circuit série, l'intensité est la même en tout point.\n$$I = I_1 = I_2 = I_3 = ...$$\n\nDémonstration expérimentale : Mesures avec ampèremètres en différents points.\n\nApplications :\n- Guirlandes lumineuses traditionnelles\n- Circuits de commande industriels\n- Systèmes d'alarme\n\nDescription du schéma 2: Circuit série avec mesures d'intensité. Éléments : (1) Générateur, (2) Trois résistances en série, (3) Trois ampèremètres A₁, A₂, A₃ en série, (4) Affichages identiques sur les trois ampèremètres, (5) Flèches indiquant le sens du courant, (6) Valeurs numériques exemple : I = 0.5 A partout.\n\n## 5. Lois du courant continu en parallèle\n\nLoi des nœuds (loi de Kirchhoff) : La somme des intensités arrivant à un nœud est égale à la somme des intensités qui en repartent.\n$$\\sum I_{\\text{entrant}} = \\sum I_{\\text{sortant}}$$\n\nCas particulier avec deux dérivations : $I = I_1 + I_2$\n\nDémonstration expérimentale : Mesures au nœud principal et dans les branches.\n\nApplications :\n- Installations domestiques (prises multiples)\n- Réseaux électriques urbains\n- Systèmes d'éclairage public\n\n## 6. Circuits mixtes\n\nAnalyse méthodique :\n1. Identifier les parties série et parallèle\n2. Appliquer la loi d'unicité dans les branches série\n3. Appliquer la loi des nœuds aux jonctions\n4. Résoudre le système d'équations\n\nExemple ivoirien : Installation photovoltaïque avec :\n- Panneaux en série pour augmenter la tension\n- Branches en parallèle pour augmenter l'intensité\n- Régulateur de charge\n- Batteries de stockage\n\n## 7. Applications pratiques en Côte d'Ivoire\n\nDimensionnement des installations :\n- Section des fils selon l'intensité maximale\n- Calibrage des disjoncteurs\n- Choix des composants électroniques\n\nCalcul de consommation :\n- Facture d'électricité : kWh = puissance × temps\n- Puissance : $P = U \\times I$\n- Coût = consommation × tarif CIE\n\nSécurité électrique :\n- Intensité maximale admissible par les fils\n- Protection contre les surintensités\n- Distance de sécurité autour des lignes haute tension\n\nDescription du schéma 3: Installation électrique domestique type. Éléments : (1) Compteur CIE, (2) Disjoncteur général, (3) Tableau de répartition, (4) Circuits dédiés : éclairage (I ≈ 10 A), prises (I ≈ 16 A), chauffage (I ≈ 20 A), (5) Mesures d'intensité dans chaque circuit, (6) Loi des nœuds au tableau.\n\n## 8. Problèmes et solutions locales\n\nProblèmes courants :\n- Surcharge des circuits (trop d'appareils)\n- Chute de tension en bout de ligne\n- Pertes en ligne importantes\n- Branchements frauduleux\n\nSolutions :\n- Respect des normes de câblage\n- Utilisation de conducteurs de section adaptée\n- Répartition équilibrée des charges\n- Maintenance régulière\n\n## 9. Avenir : smart grids et efficacité\n\nCompteurs intelligents : Mesure précise en temps réel\n\nGestion de la demande : Réduction aux heures de pointe\n\nIntégration des ENR : Optimisation solaire/éolien\n\nMicro-réseaux : Autonomie des villages\n