Dipôle électrique

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Le dipôle électrique est un conducteur électrique possédant deux bornes.

Sommaire

[modifier] Caractéristique d'un dipôle électrique

C'est la courbe représentative, soit de la fonction u_D = f(i_D) \,, soit de la fonction inverse i_D = f^{-1}(u_D) \, avec

  • u_D \, : tension aux bornes du dipôle,
  • i_D \, : intensité du courant qui traverse le dipôle.

[modifier] Puissance consommée par un dipôle électrique

Un dipôle traversé par un courant d'intensité i \, et dont la tension à ses bornes est u \, met en jeu une puissance p \, telle que p = u \cdot i \,
Cette puissance correspond à la puissance consommée lorsque u et i sont fléchés selon la convention récepteur (en sens opposé) et à la puissance fournie lorsqu'ils sont fléchés avec la convention générateur.

[modifier] Classification des dipôles

[modifier] Dipôles passifs et actifs

  • Les dipôles passifs ont une caractéristique qui passe par l'origine (u = 0 ; i = 0). Ils ne peuvent que consommer de la puissance électrique, et cette puissance est dissipée par effet Joule.
  • Les dipôles actifs ont une caractéristique qui ne passe pas par l'origine et une partie de la puissance qu'ils mettent en jeu ne correspond pas à de l'effet Joule.

[modifier] Dipôles linéaires

Cette dénomination ambiguë recouvre deux sens :

  • dipôles dont la caractéristique est une droite,
  • dipôles pour lesquels la fonction f : uD = f (iD) est une fonction différentielle à coefficient constant.

Pour les dipôles passifs non linéaires on définit pour un point de fonctionnement donné :

  • la résistance statique : RS = U / I
  • la résistance dynamique : RD = dU / dI

[modifier] Dipôles symétriques

Dipôles dont la caractéristique est symétrique par rapport à l'origine.Pour ces dipôles, le sens de branchement est sans importance.

[modifier] Impédance d'un dipôle

En régime sinusoïdal de courant le comportement des dipôles dépend de la fréquence f donc de la pulsation ω = 2 π f

On défini l'impédance d'un dipôle par :

Zω = Uω / Iω, avec

  • Uω : valeur efficace de la tension de pulsation ω aux bornes du dipôle
  • Iω : valeur efficace de l'intensié du courant de pulsation ω à travers le dipôle.

[modifier] Dipôles linéaires idéaux

Ce sont des dipôles virtuels qui répondent parfaitement à des équations mathématiques à coefficient constant. Les dipôles réels sont, soit assimilés à ces dipôles idéaux, soit considérés comme des associations particulières de ces dipôles idéaux.

[modifier] Dipôles passifs idéaux

Ils sont aux nombres de 3

[modifier] Les résistances pures

Elles respectent exactement la relation u = R i. avec R constant quelles que soient les conditions d'utilisation.

En régime sinusoïdal leur impédance complexe est donc égale à R

[modifier] Les inductances pures

Elles respectent exactement la relation

u =L \cdot \frac{di}{dt} avec L constant quelques soient les conditions d'utilisations.

En régime sinusoïdal leur impédance complexe est donc égale à j.Lω

[modifier] Les condensateurs parfaits

Ils respectent exactement la relation

i =C \cdot \frac{du}{dt} avec C constant quelques soient les conditions d'utilisation.

En régime sinusoïdal leur impédance complexe est donc égale à 1/j.Cω

[modifier] Dipôles actifs idéaux

[modifier] Les sources idéales de tension

Elles délivrent une tension continue ou variable au cours du temps totalement indépendante du courant qui les traverse. On les nomme aussi générateur de Thévenin

[modifier] Les sources idéales de courant

Elles imposent d'être traversées par un courant continu ou variable au cours du temps totalement indépendant de la tension à leurs bornes. On les nomme aussi générateur de Norton

[modifier] Propriétés physiques des dipôles linéaires

  • Lorsqu'un ensemble de ces dipôles est alimenté en régime sinusoïdal de tension, l'intensité qui le traverse est également sinusoïdale et de même fréquence.
  • Le facteur de puissance d'un ensemble de dipôles linéaires est toujours égal au cosinus du déphasage du courant par rapport à la tension (le cos φ)