Electrocinétique - Notions de courant et de tension – Loi d’Ohm

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CHAPITRE 1 : Electrocinétique - Notions de courant et de tension – Loi d’Ohm

1. – Electrostatique / Electrocinétique

L’atome

Neutron : charge électrique nulle[pic 2]

Proton        : charge électrique positive +e Electron : charge électrique négative - e

Charge électrique élémentaire e = 1,6 x 10-19 Coulomb (C) Les charges sont responsables des phénomènes électriques.

On distingue :

• l’électrocinétique, qui est l’étude des charges en mouvement
• l’électrostatique, qui est l’étude des charges immobiles (au repos) : phénomènes d’attraction et de répulsion

1. - Electrostatique

Propriétés des charges immobiles : attraction/répulsion Les charges électriques de même signe se repoussent (répulsion), tandis que les charges de signes opposés s’attirent (attraction).

Une charge électrique Q crée un champ électrique E en tout point de l’espace

Une charge électrique Q crée un potentiel électrique U en tout point de l’espace ⇒ existence d’une différence de potentiel entre

deux points

Une charge électrique Q crée sur une autre charge q une force électrique F

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1. - Electrocinétique

Propriétés des charges électriques en mouvement

Circulation de charges => création d’un courant I en Ampère (A), avec I un débit de charge, orienté accès à la différence de potentiel, à la puissance dissipée, à la résistance, etc…

• Dans les métaux et alliages, les charges sont les électrons

• Dans les électrolytes, les charges sont les ions (cations, anions)

Exemple : - électrolyte KCl (K+, Cl-), NaCl (Na+, Cl-), CuSO4(Cu2+, SO42-) électrolytes sanguins comme Na+, K+, Ca2+

• Dans les semi-conducteurs, les charges sont les électrons et les trous Exemple : - silicium,germanium

1. – Propriétés de charges en mouvement dans les conducteurs

1. - Conducteur – Mouvement de charges

Un conducteur est un matériau dans lequel les charges électriques peuvent circuler librement sous l’action de forces.

On parle d’électrons de conduction : ce sont des électrons libres de se déplacer car faiblement liés au noyau[pic 4][pic 5]

1. - Tension électrique ou différence de potentiel (d.d.p)

La tension entre deux points d’un circuit électrique représente la différence de potentiel mesurée entre ces deux points.[pic 6]

Unité de tension : le Volt (V) [pic 7]

La tension entre 2 points A et B est mesurée par un voltmètre placé en parallèle.

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1. - Courant électrique, intensité I du courant électrique

Le courant électrique correspond au déplacement des charges électriques sous l’effet du champ électrique induit par une différence de potentiel.

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Dans les métaux, les électrons assurent le passage du courant ; dans les solutions électrolytiques, ce sont les ions qui sont les porteurs de charges.[pic 11]

Unité d’intensité : l’Ampère (A)

On utilise parfois le Coulomb par seconde (C/s) car l’intensité d’un courant qui transporte une charge électrique de 1 Coulomb en 1 seconde vaut 1 Ampère.

Grande plage de valeurs possibles pour les intensités courantes :

Fusibles pour un four, un chauffage:32 A

Fusibles pour les prises électriques :16 A

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L’intensité est mesurée par un ampèremètre placé en série dans le circuit

Répartition des courants :

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Lors de la séparation, la répartition n’est pas égale :

I1 ≠ I2

1. – Etude des circuits

• Les circuits sont constitués d’éléments (récepteurs, générateurs) reliés entre eux.
• Un dipôle AB est un élément d’un circuit électrique (ou montage électrique), placé entre deux bornes A et B.
• Un chemin est un trajet empruntant une suite de branches
• Les éléments du circuit (récepteurs et générateurs) sont assemblés en réseaux.
• Une maille est une boucle formée de deux chemins de mêmes extrémités
• Ces réseaux sont composés :

• de branches, contenant un ou plusieurs éléments

•  de noeuds, situés à lintersection des branches

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1. Dipôles électrocinétiques

On appelle dipôle AB un élément d’un circuit électrique (ou montage électrique), placé entre deux bornes A et B.[pic 16]

• Dipôle actif : fournit un courant, donc une énergie (exemple : générateur, pile, …)
• Dipôle passif : reçoit de l’énergie (exemple : résistance ou récepteur)

1. - Energie

Un système possède de l’énergie s'il est capable de fournir du travail sous forme mécanique ou autre…

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