>[!remarque] >Il a été décidé que l'énergie étant une grandeur, elle reste un fil rouge de toutes les matières (physique, ...) ## Objectifs - [ ] Unités et dimension d'énergie et de puissance - [ ] Connaitres les différentes formes d'énergies de sources et de ressources d'énergie - [ ] Comprendre les notions de conversion et transfert d'énergie - [ ] Comprendre les notion d'énergie potentielle et énergie cinétique - [ ] Savoir évalué une énergie échangée en 2 instant à partir de la puissance instantanée $p(t)$ # Énergie >[!definition] >Il existe plusieurs définition de l'énergie qui sont équivvalentes. En physique __l'énergie__ est une grandeur qui mesure la capacité d'un système àà _modifier un état_, à _fournir un travail_ entrainant; [CF POLI] #todo ## Concept transversal ##### ENERGIE = GRANDEUR COMMUNE EN PHYSIQUE Elle est présente dans des domaines très variés de la physique (électricité, mécanique), elle est une grandeur physique commune qui permet de quantifier l'interaction entre phénomènes différents. ##### ENERGIE = GRANDEUR TRANSVERSALE Dans l'enseignement de la physique, mais également en chimie, conception, thermo, mécanique... en FIMI, dans la formation en départements, en lien avec les défis de demain (ETRE,DDRS)... >[!remarque] >DDRS = Développement durable et responsabilité sociétale. >[!warning] >Souvent on utilises le terme "Production d'énergie" mais en réalité c'est un terme impropre, on ne peut pas produire/créer de l'énergie, on ne peut seulement la transférer. ## Formes d'énergies: - Gravitation - Cinétique - Thermique / calorique - Radiative - Chimique - Électrique - Nucléaire # Notions fondamentales ## Énergies cinétique $E_{C}$ et potentielle $E_{p}$ L'énergie __cinétique__ est l'énergie que possède un corps du fait de son mouvement par rapport à un référentiel donné. Sa valeur dépend donc du choix de ce référentielle. - L'énergie potentielle dépend alors pour une translation de la masse, de la vitesse... ## Énergie potentielle L'énergie potentiell d'un système physique est l'énergie liée à une interaction, qui a la capacité de se transformer en d'autres formes d'énergie; À chaque type d'interaction correspond une énergie potentielle particulière: >[!remarque] On aura, $Cte$, en général une constante, mais elle serra inutile puisque l'on va faire en général faire des comparaison - De pesenteur: $E_{P}=mgz+Cte$ - Électrique: $E_{P}=qV+Cte$ - Élastique = $\frac{1}{2}kx^{2}+ Cte$ >[!remarque] >Il faut retenir qu'il y a différentes natures d'énergie potentielle ## Liens entre puissances et énergie: - Energie: $ML^{2}T^{-2}$ et Puissance: $[Energie]T^{-1}=M.L^{2}T^{-3}$ - Energie: en joule et Puissance: Watt - valeur - Energie Grandeur scalaire extensive et algébrique - Puissance grandeur extensive et algébrique - Energie: Grandeur conservative: l'énergie totale d'un système isolé est invariante au cours du temps (mais il peut y avoir une conversion d'énergie d'une forme à l'autre). (Exemple conservation dee l'énergie mécanique pour un système isolé, car on peut avoir des frottement) - Puissance [CF POLI] #todo ### Puissance instantanée Puissance = quantité d'énergie par unité de temps ![[1 cm 4 - Energie 2023-10-02 08.55.17.excalidraw.svg]] Donc, l'intégration de la puissance instantanée entre deux temps $t_{1}$ et $t_{2}$, correspondra à l'intégrale de la fonction de la puissance instantanée entre les deux temps. Donc la dérivée de cette fonciton correspond à la quantité élémentaire d'énergie $dE$ échangée par unité de temps $dT$ ($p(t) = \frac{dE}{dT}$) ![[1 cm 4 - Energie 2023-10-13 15.08.44.excalidraw.svg]] # Approximation des régimes quasi stationnaires (ARQS) >[!definition] >L'intensité du courant est la même en tout point d'une branche de cirtcuit même en régime variable. >__Les effets liés à la propagation des signaux tension ou intensité sont négligés__ (seulement) ### Validité Si les dimensions du circuit sont négligeables du circuit sont négligeables devant la longueur d'onde associée au phénomène, on peut négliger la propagatoin. Pour une f'équence de 1MHz, la longueur d'onde associée $\Delta = \dots$ [CF POLI] #todo ### Loi de Kirchhof - Lois des mailles, la somme algébrique des tensions est égale à zéro - __Lois des noeuds__: la somme de tout les dipôles d'entrée est égale aux dipoles de sortie dans un noeud. ### Générateurs réels >[CF POLI] #todo Génération du générateur: $P=EI$ $P_{joules}= RI^{2}$ Représentation de Thevenen Fcem = contre tension à vide (càd la tension quand $I=0$) on aura alors $E$ du générateur. --- Lorsque l'on aura des sources parfaites branchés en séries, on va sommer la génération: $ P = \sum_{n}P_{n} = \sum_{n}(E_{n }) I $ >[!warning] >Il faut prendre en compte le sens de la tension et donc le signe On aura également si c'est en parralèle: $ \frac{1}{R_{E}} = \sum \frac{1}{R_I} $ > Modélisation de norton et modélisation de Thévin E de thevenin c'est R * I de norton ---- >[!rappel] >__Thevenin__: la flèche pointe toujours vers la borne +. On a également une résistance juste après le générateur. $E_{TH}=R_{n}I_{n}$ >__Norton__: On représente la résistance en dérivation (si elle impose un courant) $R_{n}=R_{TH}$ > On peut échanger les deux représentations librement. ## Principe de superposition __Énoncé du théorème de superposition:__ Le courant dans une branche d'un réseau linéaire est la somme des courants qu'imposent dans cette branche chacune des sources du réseau, les autres ayant été au préalable éteintes. -> [CF POLI] #todo ## Théorème de Thévenin >[!definition] > Étapes: > 1. Imaginer la partie du circuit que l'on va remplacer (càd seulement la partie étudiée en un générateur de Thévenin) et on divisera le circuit qui aura 2 bornes coupés. On aura alors 2 états à gérer: > 2. l'état __passif__ (on aura éteint toutes les sources). On devra alors calculer la résistance entre les bornes et ensuite l'utiliser comme résistance du générateur de Thévenin. (Résistance) > 3. l'état __actif__ à vide, donc il y aura du courant peut être dans le circuit, mais le courant entre les deux bornes coupés ($A-B$) vaudront 0. Ainsi, la force électro motrice du générateur serra la même qu'entre les bornes $A-B$ . (Tension) ![[1 cm 4 - Energie 2023-10-16 08.32.11.excalidraw.svg]] ----- On résout le l'équation de la maille, ensuite on arrive à calculer la tension; >[!remarque] >Pour une source on peut dire électromoteur et contre-electromoteur