B.a.-ba de l'électricité...
I - Le courant électrique
Un courant électrique ne peut s'établir que dans un circuit électrique fermé. Celui-ci doit contenir au moins un générateur électrique et un récepteur. des conducteurs relient les différents élements du circuit électrique. L'interrupteur permet d'interrompre le courant électrique.
la nature microscopique du courant électrique....
Un circuit électrique. Le générateur est à l'origine du passage du courant électrique. Un interrupteur permet de fermer ou d'ouvrir un circuit : le courant circule dans un circuit fermé et ne circule par dans un circuit ouvert.
Sens conventionnel du courant électrique.
Un circuit peut être représenté par un schéma, avec des symboles normalisés.
Un générateur ne doit jamais être mis en court-circuit, car l'échauffement (= effet Joule) des fils de connexion peut entraîner un incendie... ou la destruction du générateur.
Le courant électrique a un sens. Par convention, à l'extérieur d'un générateur, le courant circule de la borne (+) vers la borne (-).
R1 : dans un circuit en boucle simple, le fonctionnement des dipôles ne dépend pas de leur position dans le circuit.
R2 : dans un circuit en boucle simple, le fonctionnement des dipôles dépend de leur nombre.
Un conducteur laisse passe le courant électrique. Un isolant ne laisse pas passer le courant. Par exemple, les métaux sont des conduteurs. L'air, le verre et les matières plastiques sont des isolants.
Un interrupteur ouvert se comporte comme un isolant ; un interrupteur fermé se comporte comme un conducteur.
Selon son sens de branchement, une diode se comporte comme un interrupteur ouvert ou fermé.
(Le passage du courant électrique dans le corps humain, appelé électrisation, peut entraîner la mort par électrocution.)
Un circuit en série est constitué d'une seule boucle contenant le générateur.
Un circuit avec plusieurs boucles contenant le générateur est appelé circuit avec dérivations.
R3 : dans un circuit avec dérivations, les dipôles en dérivation peuvent fonctionner indépendamment les uns des autres.
Un fil de connexion branché aux bornes d'un dipôle met ce dipôle en court-circuit.
L'intensité du courant, notée I, se mesure avec un ampèremètre branché en série.
L'unité de l'intensité est l'ampère (symbole A). On utilise souvent le milliampèremètre (mA) : 1 mA = 0,001 A.
R4 : (loi d'unicité de l'intensité) dans un circuit série, l'intensité du courant est la même dans tous les dipôles. Elle ne dépend pad de l'ordre des dipôles.
R5 : (loi d'additivité des intensités) dans un circuit comportant des dérivations, l'intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités des courants dans les branches dérivées.
La tension, notée U, entre les bornes d'un dipôle se mesure avec un voltmètre monté en dérivation aux bornes de ce dipôle. L'unité de la tension est le volt (symbole V).
R6 : (loi d'additivité des tensions) la tension aux bornes de l'association en série de plusieurs dipôles est égale à la somme des tensions entre les bornes de chacun des dipôles. pour deux dipôles en série : U = U1 + U2.
R7 : (loi d'unicité de la tension) la tension est la même entre les bornes de dipôles branchés en dérivation.
Les valeurs nominales correspondent à un fonctionnement "normal" du dipôle, prévu par le constructeur (adapté, sous-tension, surtension).
L'ohm (symbole Ω est l'unité de la résistance. Un ohmmètre permet de mesurer une résistance. Le code des couleurs permet de déterminer la résistance de certaines "résistances".
L'intensité du courant dans un circuit est d'autant plus faible que la résistance, branchée en série, a une valeur importante.
Tous les objets possèdent une résistance plus ou moins grande.
Un dipôle ohmique obéit à la loi d'Ohm. C'est le cas d'une resistance.
R8 : (loi d'Ohm) la tension U aux bornes d'un dipôle ohmique est proportionnelle à l'intensité I du courant qui le traverse : U = R x I, avec U en volt (V), I en ampère (A) et R en ohm (Ω).
La caractéristique d'un dipôle ohmique est un segment de droité passant par l'origine des axe (I, U).
La plupart des appareils électriques sont protégés par un fusible sui ouvre le circuit lorsque l'intensité du courant devient supérieure à l'intensité maximale que peut supporter l'appareil.
Tension variable. Tension alternative.
Une pile délivre une tension continue : elle ne varie pas au cours du temps.
Le mouvement relatif d'un aimant au voisinage d'une bobine engendre une tension variable aux bornes de la bobine.
Un générateur très basse fréquence (GTBF) délivre une tension alternative, périodique, sinusoïdale.
La période représente la durée du plus petit motif qui se répète. Elle s'exprime en seconde.
La tension au bornes d'un GBF varie entre une valeur maximale Umax et une valeur minimale Umin.
Un oscilloscope ou un ordianteur permettent de visualiser une tension périodique et d'en mesurer la valeur maximale et la période T. Les tensions périodiques peuvent être de différentes formes : sinusoïdales, triangulaires ou en créneaux.
La fréquence f correspond au nombre de périodes par seconde : f = 1/T. f s'exprime en hertz (Hz) et T en seconde.
La tension du secteur est sinusoïdale de fréquence 50 Hz.
Le voltmètre en mode alternatif mesure la valeur efficace U d'une tension sinusoïdale. Cette valeur efficace est proportionnelle à la valeur maximale Umax de la tension.
La puissance électrique : P = U x I... (p158)
L'énergie électrique : E = P x t... (p172). 1 Wh = 3600 J.
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