Électrotechnique générale : circuits électriques et lois fondamentales
Les lois à maîtriser
Le candidat doit savoir appliquer la loi d'Ohm (U = RI), les lois de Kirchhoff (nœuds et mailles), le diviseur de tension et de courant, ainsi que les associations série/parallèle de résistances. En régime continu, la puissance vaut P = UI = RI² = U²/R et l'énergie W = Pt. En régime alternatif sinusoïdal, il faut distinguer valeur efficace et valeur maximale (U_eff = U_max/√2), utiliser l'impédance complexe Z = R + jX, le facteur de puissance cos φ et les puissances P, Q, S avec S² = P² + Q². Le triangle des puissances et le relèvement du facteur de puissance par condensateur sont des classiques.
Pièges fréquents
Confondre valeur crête et valeur efficace ; oublier le déphasage entre tension et courant dans une bobine ou un condensateur ; additionner arithmétiquement des puissances réactives de signes opposés ; négliger la résistance interne d'une source dans un diviseur de tension. En alternatif, la loi d'Ohm ne s'applique qu'aux grandeurs efficaces et aux impédances, jamais aux valeurs instantanées sans passer par les phaseurs.
Exemple travaillé
Un circuit série R = 30 Ω et L telle que X_L = 40 Ω est alimenté sous U = 100 V efficaces. On calcule Z = √(30² + 40²) = 50 Ω, donc I = 100/50 = 2 A. La puissance active vaut P = RI² = 30 × 4 = 120 W, la réactive Q = X_L I² = 160 var, l'apparente S = UI = 200 VA, et cos φ = P/S = 0,6. Règle utile : pour un circuit R-L série, cos φ = R/Z.
Méthode de contrôle
Toujours vérifier l'homogénéité des unités et l'ordre de grandeur avant de conclure ; un facteur de puissance supérieur à 1 ou une puissance active négative dans un récepteur passif signale une erreur de calcul.