Électrotechnique générale : circuits, lois fondamentales, régimes continu et alternatif
Les lois de base à maîtriser
Tout part de la loi d'Ohm (U = RI), des lois de Kirchhoff (nœuds : somme des courants entrants = somme des sortants ; mailles : somme algébrique des tensions nulle) et des associations de résistances (série : R = R1 + R2 ; parallèle : 1/R = 1/R1 + 1/R2). En continu, la puissance vaut P = UI = RI² = U²/R et l'énergie W = Pt. Sachez appliquer le diviseur de tension et le diviseur de courant, très souvent demandés.
Le régime sinusoïdal
En alternatif, une grandeur s'écrit u(t) = U√2 sin(ωt + φ) avec ω = 2πf. Distinguez valeur efficace et valeur maximale : le rapport est √2. L'impédance complexe Z = R + jX (X = Lω pour une inductance, X = −1/(Cω) pour un condensateur) permet de calculer module et déphasage. La puissance active P = UI cos φ, la puissance réactive Q = UI sin φ, la puissance apparente S = UI, avec S² = P² + Q². Le facteur de puissance cos φ se corrige par condensateur en parallèle.
Les pièges classiques
Confondre valeur efficace et amplitude ; oublier le signe de la réactance capacitive ; additionner arithmétiquement des impédances en parallèle au lieu de composer les admittances ; négliger le déphasage dans le calcul de puissance ; oublier que la puissance réactive d'un condensateur est négative.
Exemple travaillé
Un circuit série R = 30 Ω et L telle que X_L = 40 Ω sous U = 100 V efficace. Z = √(30² + 40²) = 50 Ω ; I = 100/50 = 2 A ; cos φ = R/Z = 0,6 ; P = 100 × 2 × 0,6 = 120 W ; Q = 100 × 2 × 0,8 = 160 var ; S = 200 VA. Vérification : S² = 120² + 160² = 40 000, donc S = 200 VA. Règle utile : toujours tracer le triangle des puissances pour contrôler le résultat.