Chapitre 19 • Électricité
e) Les sources réelles
En général, les sources d’énergie ne présentent pas une tension et un courant indépendant l’un de l’autre et leur caractéristique statique n’est pas forcement linéaire.
À titre d’exemple, on a représenté figure 19.12a la caractéristique statique d’une cellule
photovoltaïque.
u 0
(b)
i cc
(a)
(c)
i
R
u
i
R
u
u
i
0
u
cc
i
0
zone 1
zone 2
Figure 19.12 (a) Caractéristique statique d’une cellule photovoltaïque (b) Source de tension
réelle (c) Source de courant réelle
Cette caractéristique n’est globalement pas linéaire. Toutefois, si le point de fonctionnement se situe dans la zone 1, il est possible de linéariser la caractéristique au
voisinage du point de fonctionnement. La tension dépendant peu du courant dans cette
zone, la cellule a plutôt un caractère de source de tension, on écrira u = u 0 − R · i où
u 0 représente la tension à vide du générateur (lorsque i = 0) et R sa résistance interne
(de faible valeur étant donné la faible pente de la caractéristique u(i)). Cette équation
conduit au schéma de la figure 19.12b.
Si le point de fonctionnement se situe dans la zone 2, c’est le courant qui dépend peu
de la tension, la cellule a plutôt un caractère de source de courant, on écrira i = i cc −u/R
où i cc représente le courant de court-circuit du générateur (lorsque u = 0) et R sa
résistance interne (de forte valeur étant donné la forte pente de la caractéristique u(i)).
Cette équation conduit au schéma de la figure 19.12c.
Remarque
Un générateur peut donc admettre un modèle sous la forme d’une source de tension
réelle ou d’une source de courant réelle. La source de tension est plus adaptée au
générateur à faible résistance interne (si R est nulle, la source devient idéale) alors
que la source de courant est plus adaptée au générateur à forte résistance interne (si
R est infinie, la source devient idéale).
f) Le condensateur
Un condensateur présente deux armatures conductrices (électrodes), séparées entre
elles par un isolant. La présence d’une charge + q sur l’une de ses armatures entraîne
l’apparition d’une charge opposée – q sur l’autre armature. Cet effet est dû à l’influence
électrostatique des charges entre elles, les charges de signe opposé s’attirant, elles
tendent à se neutraliser en se rejoignant. L’isolant les en empêchant, les charges se
condensent alors sur les armatures. La présence d’une distribution de charge entraîne
l’existence d’un champ électrique dans l’isolant entre les armatures, il en résulte une
différence de potentiel u aux bornes du condensateur.
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 392 — #402
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e) Les sources réelles
En général, les sources d’énergie ne présentent pas une tension et un courant indépendant l’un de l’autre et leur caractéristique statique n’est pas forcement linéaire.
À titre d’exemple, on a représenté figure 19.12a la caractéristique statique d’une cellule
photovoltaïque.
u 0
(b)
i cc
(a)
(c)
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u
cc
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zone 1
zone 2
Figure 19.12 (a) Caractéristique statique d’une cellule photovoltaïque (b) Source de tension
réelle (c) Source de courant réelle
Cette caractéristique n’est globalement pas linéaire. Toutefois, si le point de fonctionnement se situe dans la zone 1, il est possible de linéariser la caractéristique au
voisinage du point de fonctionnement. La tension dépendant peu du courant dans cette
zone, la cellule a plutôt un caractère de source de tension, on écrira u = u 0 − R · i où
u 0 représente la tension à vide du générateur (lorsque i = 0) et R sa résistance interne
(de faible valeur étant donné la faible pente de la caractéristique u(i)). Cette équation
conduit au schéma de la figure 19.12b.
Si le point de fonctionnement se situe dans la zone 2, c’est le courant qui dépend peu
de la tension, la cellule a plutôt un caractère de source de courant, on écrira i = i cc −u/R
où i cc représente le courant de court-circuit du générateur (lorsque u = 0) et R sa
résistance interne (de forte valeur étant donné la forte pente de la caractéristique u(i)).
Cette équation conduit au schéma de la figure 19.12c.
Remarque
Un générateur peut donc admettre un modèle sous la forme d’une source de tension
réelle ou d’une source de courant réelle. La source de tension est plus adaptée au
générateur à faible résistance interne (si R est nulle, la source devient idéale) alors
que la source de courant est plus adaptée au générateur à forte résistance interne (si
R est infinie, la source devient idéale).
f) Le condensateur
Un condensateur présente deux armatures conductrices (électrodes), séparées entre
elles par un isolant. La présence d’une charge + q sur l’une de ses armatures entraîne
l’apparition d’une charge opposée – q sur l’autre armature. Cet effet est dû à l’influence
électrostatique des charges entre elles, les charges de signe opposé s’attirant, elles
tendent à se neutraliser en se rejoignant. L’isolant les en empêchant, les charges se
condensent alors sur les armatures. La présence d’une distribution de charge entraîne
l’existence d’un champ électrique dans l’isolant entre les armatures, il en résulte une
différence de potentiel u aux bornes du condensateur.
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