Notions fondamentales et grandeurs fondamentales

Structure de l’atome

Diamètre d’un atome = ~ 100pm

Son noyau est environ 10 000 fois plus petit que l’atome.

Formation d’électrons libres

L’électron se trouve à la même distance du noyau A que du noyau B. L’électron est donc autant attiré par chaque noyau. Cet électron s’appelle un électron libre.

Différence de potentiel

comme une pression d’électrons. Entre deux bornes, l’une positive, l’autre négative. Plus la différence de potentiel est grande plus la tension est grande.

Isolants

corps dans lesquels les électrons ne passent pas ou difficilement.

• l’air

• le caoutchouc

• la porcelaine

• le papier

• le verre

• les matières synthétiques

Conducteurs électriques

corps qui contiennent beaucoup d’électrons libres.

• le cuivre

• l’aluminium

• l’argent

• l’or

• le laiton

• l’étain

Semi-conducteurs

sont des mauvais isolants et mauvais conducteurs.

• le silicium

• le germanium

Effets du courant électrique

passage du courant dans des récepteurs

• effet calorifique

• effet magnétique

• effet chimique

• effet lumineux

• effet piézo-électrique

• effet électrostatique

• effet physiologique

Effet calorifique

• appareils de chauffage

• lampes à incandescence

• soudures électrique

• fusibles

Effet magnétique

• moteurs

• relais

• électro-aimants

• sonneries

• instruments de mesures

Effet chimique

• raffinages de métaux

• traitement de surface

• charge d’accumulateurs

• électrolyse de l’eau

Effet lumineux

• tubes luminescents

• lampes à haute pression

Effet piézo-électrique

• sonneries électroniques

• montres à quartz

• systèmes de nettoyages à ultrasons

Effet électrostatique

• dépôt de poudres ou de gouttelettes de peinture, par procédé électrostatique

• filtres à poussières

• fabrication de papier de verre

Effet physiologique

dans le corps humain

• tétanisant

• chimique

Courant continu

va toujours dans le même sens

• la technique du courant faible

• l’électronique

• l’électrotechnique dans l’automobile

• l’électrochimie

Courant alternatif

change de sens

• le transport et la distribution de l’énergie électrique

• les appareils électriques domestiques et industriels

Production d’électricité

= transformation d’énergie

• par échauffement

• par induction magnétique

• par transformation chimique

• par la lumière

• par pression

• par friction

Par échauffement

• thermocouples

• mesure de température

• contrôle de la flamme des chauffages à gaz

Par induction magnétique

• alternateurs (AC)

• dynamos (DC)

Par transformation chimique

• piles

• accumulateurs

Par la lumière

• cellules photovoltaïques

Par pression (piézo-électrique)

• microphones

• briquets à quartz

• tourne-disques à aiguille

Par friction (électrostatique)

• décharges électrostatiques

• orages atmosphériques

• surface extérieure du tube cathodique des anciens téléviseurs

Le courant électrique

est le déplacement d’électrons libres dans des corps plus ou moins bon conducteurs.

Symbole de la grandeur : I

Unité : Ampères

Symbole de l’unité : A

Un ampère correspond à l’intensité d’un courant passant dans deux fils de 1m séparés de 1m créant une force de 2 × 10-7 Newton.

Un ampèremètre se place en série.

La tension électrique

afin que les électrons bougent il faut exercer une pression. Elle est caractérisée par une différence de potentiel.

Symbole de la grandeur : U

Unité : Volts

Symbole de l’unité : V

Un voltmètre se branche en parallèle.

Valeurs usuelles

• une pile “Leclanché” : 1,5 V

• une pile “carrée” : 4,5 V

• une batterie d’automobile : 12 V

• prise domestique : 230 à 400 V

• une ligne de trolleybus : 600 à 3000 V (DC) ou 11 à 25 kV (AC)

• une ligne CFF : 15 kV

• une ligne de transport à haute tension : 6 à 720 kV

La résistance électrique

l’opposition plus ou moins grande des corps au passage du courant.

Symbole de la grandeur : R

Unité : Ohms

Symbole de l’unité : omega majuscule

1 ohm est la résistance quand 1 V produit 1 A

Un ohmmètre s’utilise aux bornes de la résistance quand elle est débranchée.

Loi d’Ohm

U = R x I

I = U / R

R = U / I