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Résumé de cours : les bases de l'électricité
Le courant électrique
Le courant électrique est le déplacement d'électrons libres dans la matière du fait d'un champ électrique. Les électrons libres ne se trouvent que dans les matériaux dits conducteurs comme le cuivre, l'or, le nickel, etc. A l'inverse, le bois, le plastique n'ont pas d'électrons libres et sont des isolants.
Le courant électrique conventionnel, définit avant la compréhension du déplacement des électrons, est le courant opposé à celui des électrons. Il s'agit d'un courant hypothétique de particule positive allant dans le sens inverse des électrons. Ce courant va des polarités positives au polarités négatives.
Intensité
L'intensité dans un fil électrique est la quantité de charges électriques traversant une section de fil suivant un sens prédéfini. Son unité est historiquement l'Ampère mais physiquement il est équivalent au Coulombs par seconde : [C/s] = [A], le Coulombs étant l'unité de la charge électrique.
On mesure une intensité en utilisant un multimètre en mode ampèremètre. On suppose que le courant doit passer de la pointe de touche rouge à la noire. Une intensité négative signifie seulement que le courant électrique circule de la pointe noire vers la rouge. Attention comme le courant doit passer dans l'ampèremètre, il faut veiller à être sur le bon calibre en intensité sinon on risque de détruire des composants de l'ampèremètre.
En série, deux appareils ont la même intensité par conservation des charges électriques qui circulent. En parallèle, l'intensité totale est la somme des intensités circulant dans les deux appareils.
Tension
La tension est la force qui met en mouvement les électrons. Physiquement, la tension est le marqueur d'un champ électrique qui agit sur les électrons. L'unité de la tension est le Volt (V). Une tension peut être créée par la chimie comme avec une pile ou une batterie ou par la physique avec des panneaux solaires ou une centrale électrique.
Une tension se mesure toujours entre deux points car on mesure en fait une différence de potentiel. Si la tension mesurée est positive cela veut dire que la pointe de touche est en contact avec la polarité positive (le plus grand potentiel). Sinon c'est l'inverse.
Le courant électrique conventionnel va toujours du + vers le -, c'est à dire des forts potentiels vers les plus petits.
Deux appareils en parallèle ont la même tension car leurs pattes touchent les mêmes points du circuit. En série les tensions s'additionnent.
Puissance et énergie
L'énergie électrique utilisée par un appareil électrique se mesure en Wh car il s'agit du produit de la puissance électrique en Watt par le temps en heure : Energie (Wh) = Puissance (W) x Temps(h). Par convention, une puissance est positive si un appareil consomme de l'énergie et négative s'il produit de l'énergie. Donc une pile a une puissance négative alors qu'une lampe aura une puissance positive.
Plus l'intensité ou la tension est forte, plus la puissance sera forte. Mathématiquement, la puissance d'un appareil à deux pattes est : Puissance = Tension x Intensité ou P = UI.
Pour mesurer la puissance d'un appareil électrique, on peut mesurer simultanément sa tension et son intensité ou, pour les appareils branchés sur le secteur, utiliser un wattmètre.