Electricité: Notions élémentaires d'électricité

0
| 2 avis

Electricité: Notions élémentaires d'électricitéL'électricité est un domaine vaste. Avant de jouer aux apprentis électriciens il convient de revenir sur quelques bases. On aborde ici des points tels les mesures électriques, les conducteurs, les isolants,etc.

électricité : Obtenez gratuitement des devis !

Historique

Certains phénomènes électriques intriguèrent déjà les anciens Grecs. On commençait par frotter un morceau d'ambre (sorte de résine fossile que les Grecs nommaient elektron). Puis on frottait des plumes d'oiseau (ou des fils métalliques) avec un morceau de fourrure. On était alors capable d'attirer les plumes d'oiseau grâce à l'ambre (expériences de Thalès, vers 600 av JC).

Bien plus tard, au XVIème siècle, le chercheur anglais Gilbert suggèra d'appeler " électricité " la cause de cette force d'attraction. Il découvrit aussi que d'autres matériaux, comme le verre, devenaient électriques lorsque on les frottait énergiquement (électrostatique). En 1752, Franklin réalisa sa célèbre expérience du cerf-volant. Muni d'une pointe en métal, il le fit voler au cours d'un orage. Il apporta alors la preuve que les nuages d'orage étaient électrisés, car le cerf-volant leur prenait de l'électricité. En conséquence de quoi, on put construire les paratonnerres (de simples pointes en fer attachées en haut du bâtiment et reliées au sol par des fils conducteurs).

En 1785 Coulomb réussit à mesurer précisément les forces électrostatiques d'attraction et de répulsion, en fonction de la distance entre les charges électriques responsables. Il constata que la force électrostatique ressemblait à la force gravifique de Newton (mais avec une énorme différence : les charges électriques pouvaient être de deux natures, positives ou négatives. Alors que les masses, elles, ne sont jamais négatives). Par la suite, Volta expérimenta en combinant différents métaux reliés par des solutions chimiques. Il en déduisit que l'origine du courant électrique était plutôt due à la jonction des deux métaux différents. Il perfectionna son système qui devint la pile électrique. Une pile livrait un petit courant continu grâce à du cuivre, de l'argent et du zinc (séparés par du buvard trempé dans de l'eau salée). Après la découverte du courant et de la pile, les scientifiques étudièrent de plus en plus les " mouvements de l'électricité ", soit l'électrodynamique (Ampère, Ohm, Joule, etc).

L'utilisation à grande échelle du courant électrique, à partir de la deuxième moitié du XIXème siècle, fut rendue possible grâce à l'invention des générateurs électriques. Auparavant, les piles ne livraient que du courant continu et le prix de revient était élevé à cause des composants chimiques, rares et chers.

Dès 1830, Faraday réussit à produire du courant grâce au mouvement mécanique d'un conducteur métallique entre les bras de fer d'un aimant (dynamo).

La théorie électromagnétique de Maxwell, en 1860, permit enfin de comprendre comment ces phénomènes étaient possibles. La production industrielle d'électricité, à bas prix et en grande quantité, devint possible.

Conducteurs et isolants

Les atomes qui constituent les solides peuvent chacun libérer un ou plusieurs électrons qui se déplacent dans le réseau atomique du matériau. Les électrons sont plus facilement libérés dans certains corps, appelés conducteurs (métaux ...). Les matières qui ne possèdent pas d'électrons libres, et donc qui ne peuvent pas conduire le courant électrique, sont appelées isolants (verre, caoutchouc, bois sec ...).

Lorsqu'un courant électrique circule dans un matériau, sa température augmente. Ceci s'explique par la collision des électrons avec les atomes, l'énergie libérée se manifestant sous forme de chaleur, exprimée en joules (J), la puissance dégagée s'exprimant elle-même en joules par seconde, ou watts (de symbole W).

  • Si ce matériau est très conducteur, il y a peu de collisions donc peu d'échauffement.
  • Si ce matériau est très isolant, il y aura très peu de déplacement d'électrons. L'échauffement sera négligeable.
  • L'échauffement se produit pour des matériaux semi-conducteurs ou bien avec des conducteurs de section trop faible par rapport au courant qui les traversent : c'est ce qui est mis en oeuvre (de manière parfaitement maîtrisée) dans les résistances électriques, les ampoules à incandescence ...

Mesures électriques : volts, ampère, watt et ohm

Lorsque deux corps de charges électriques égales et opposées sont reliés par un conducteur métallique, des électrons se déplacent du corps négatif vers le corps positif, de façon à rétablir un équilibre. La circulation des électrons est appelée courant. Mesurée en un point du circuit, l'intensité du courant correspond au nombre d'électrons qui traversent ce point en une seconde. On exprime ainsi l'intensité en ampères (de symbole A), unité nommée en référence au physicien français André-Marie Ampère.

La tension décrit la différence de potentiel électrostatique entre deux points et est associée à l'énergie qu'il faut à un électron pour se déplacer entre ces deux points. Elle s'exprime en volts (V), en référence au chercheur italien Alessandro Volta. Par convention le potentiel électrique de la Terre est nul. Aussi le potentiel d'un corps chargé positivement est caractérisé par une valeur positive en volts, au-dessus du potentiel de la Terre, et inversement.

Pour illustrer ceci, on peut imaginer une chute d'eau. L'intensité pourrait être assimilée au débit de l'eau alors que la tension serait représentée par la différence d'altitude entre le haut et la bas de la chute.

Attention : il faut dire intensité et sutout pas Ampérage, il faut dire tension et non pas Voltage

L'unité de la résistance est l'ohm (symbole Ω ), du nom du physicien allemand Georg Ohm. Elle est définie comme la résistance dans un circuit traversé par un courant de 1 A (ampère) et soumis à une tension de 1 V (volt).
Une différence de potentiel de 1 Volt reliée par une résistance de 1 Ohm (Ω) est traversé par un courant de 1 Ampère et la puissance thermique dégagée par la résistance est de 1 W (Watt).

La tension aux bornes d'une résistance est égale au produit de sa résistance par l'intensité : U = R x I

Kilowatt ou kilowattheure ?

Attention ne pas confondre Puissance et Energie (ni vitesse et précipitation). La puissance correspond à une énergie produite (ou consommée) pendant un laps de temps donné. L'énergie correspond à une puissance moyenne multipliée par le temps.
Par exemple, vous allez acquérir de l'énergie en mangeant un repas (énergie d'exprimant en joules ou en calories) que vous allez dépenser en faisant un jogging. Plus vous courrez vite, plus vous augmentez la puissance consommée. L'énergie totale de votre footing sera proportionnelle à la puissance moyenne et à la durée du footing.

EDF vous facture bien une énergie (tout comme vous allez payer le repas qui vous permettra de faire votre footing !), qu'elle exprime en kilowattheure.
Un kilowattheure correspond bien à un kilowatt (1000 watts) multiplié par une heure, (à ne pas confondre au km/h qui est un kilomètre divisé par une heure), soit 3.600.000 joules.

La puissance est égale au produit de la tension par l'intensité : P = U x I.

Des idées pour votre électricité
Voir la photo : LivingLiving
électricité : Obtenez gratuitement des devis !
Donnez votre avis ou posez une question

Vous devez vous identifier ou créer un compte pour poster un commentaire.

Vous pouvez également vous connecter avec votre compte Facebook :
Hubinle 21/01/2015
Comment savoir la charge totale présente sur un circuit? Par exemple, si je veux remplacer un calorifère de 750 W par un plus puissant de 1500 W par exemple; vais-je surcharger mon circuit?
tagora59le 14/02/2017
bonjour je doit tirer une ligne pour la cuisine pour installer un congelateur, un frigo et un micro onde je voudrais savoir si je doit tirer 3 lignes séparées et quelle section de fil, car c'est une maison de 87 et l'installation pas terrible ils y a trés peu de fusible pour toute la maison cordialement pour votre aide

Dans nos forums

Posez toutes vos questions dans le Forum Electricité

Message Réponses Dernier message
Offre de crédits immobilier en 48h
de Claudine1 » Le 18/06/2014 à 04:47:34
64 de TimothyMi
Le 20/07/2014 à 03:16:03
Obtenir de devis d'électricien notés
de julia64 » Le 30/06/2014 à 03:33:27
26 de Wallacesag
Le 31/08/2014 à 05:36:49
Convecteurs électriques
de felix » Le 07/02/2008 à 08:21:51
23 de Donaldenut
Le 19/10/2014 à 06:13:40
NF C 15-100 luminaire dans la salle da bain
de fabiocata » Le 12/09/2013 à 10:12:21
11 de Axibhvgp
Le 14/09/2014 à 12:22:30
Refaire entièrement l'électricité de ma maison
de vicotte » Le 15/09/2008 à 07:31:40
10 de
Le 20/11/2008 à 01:13:59