L’électricité dynamique

Le courant électrique

• Quantité de charges électriques qui passent dans un conducteur pendant un intervalle de temps donné.

I = q

Δt

I: intensité du courant (A)

q: charge électrique (C)

Δt: intervalle de temps (s)

Rappel

• 1C = 6,25 X 1018 électrons

Exemple• La fiche signalétique d’un phare

d’automobile indique qu’il a besoin d’un courant de 15 A pour fonctionner. Quelle est la charge nécessaire pour le faire fonctionner pendant une minute ?

I = 15 A

Δt = 60 s

q = ?

I = q_

Δt

Donc, q = I X Δt

q = 15 A X 60 s

q = 900 C

La différence de potentiel ou tension électrique

• Le potentiel électrique entre deux points du circuit est une variation de l’énergie transférée (ΔE)

U = ΔE

q

U: potentiel électrique (V) J/C

ΔE: variation d’énergie ou énergie transférée (J)

q: charge électrique (C)

Exemple• Les circuits électriques de nos maisons

fournissent en général une différence de potentiel de 120 V. Quelle est la quantité d’énergie que fournit une charge de 200 C ?

U = 120 V

q = 200 C

ΔE = ?

U = ΔE

q

Donc: ΔE = U X q

= 120 V X 200 C

= 24 000 J ou 24 kJ

La résistance• C’est la capacité d’un matériau de s’opposer

au passage du courant électrique.

Facteurs influençant la résistance

• La nature de la substance

• La longueur: plus c’est long plus il y a de la résistance.

• Le diamètre: plus le diamètre est petit, plus il y a de résistance.

• La température: plus c’est chaud plus il y a de la résistance.

La loi d’Ohm• Pour une résistance, la différence de

potentiel dans un circuit est directement proportionnelle à l’intensité du courant.

U: différence de potentiel (V)

I: intensité du courant (A)R: résistance (Ω) V

A

U = RI ou R = U I

ou I = U R

Exemples

• On trouve que, lorsque l’intensité du courant est de 3,5 A, la différence de potentiel aux bornes de cet élément est de 10V. Quelle est la résistance de cet élément chauffant?

2) R = 2) R = 10V10V 3,5A3,5A

1) R = 1) R = UU II

3) 2.9 3) 2.9 Ω

Exemples• La résistance d’un haut-parleur installé dans

une voiture est de 8 Ω, alors que l’autoradio est branché à une source d’alimentation de 6V. Quelle est l’intensité maximale de courant pouvant parcourir le haut-parleur?

I=? A

U=6V

R=8 Ω

I = U R

I = 6V 8Ω

I = 0,75A

Les lois de Kirchhoff (STE)Les lois de Kirchhoff (STE)Physicien allemand (1824-1887)Physicien allemand (1824-1887)

Aussi appelée la loi des nœuds ou loi des courants

Aussi appelée la loi des boucles ou des tensions

Relation entre la puissance Relation entre la puissance et l'énergie électriqueet l'énergie électrique

Puissance Puissance • La puissance électrique d’un appareil

indique la quantité de qu’il est capable de faire par unité de (quantité d’énergie transformée pendant un certain temps).

• Plus un appareil est puissant, il prendra de temps pour effectuer un travail.

• L’unité de mesure de la puissance électrique est le (W).

travailtemps

moins

watt

(STE)

• Un appareil dont la puissance est de un watt accomplit un de un joule par seconde,

ou 1 W =

travail

1 J1 s

(STE)

• L’équation mathématique de la puissance électrique est la suivante

où Pé : puissance électrique (W)

W : travail (J)

∆t : temps (s)

W∆t

Pé =

• La puissance électrique d’un appareil peut aussi s’exprimer au moyen de la et de l’ du courant.

où Pé : puissance électrique (W)

U : différence de potentiel (V)

I : intensité du courant (A)

différence de potentielintensité

U • IPé =

Énergie électrique (E)Énergie électrique (E)

• La quantité d’énergie électrique consommée par un appareil est obtenue en multipliant sa par le temps,

ou 1 J = 1 W 1 s.

• L’énergie électrique peut ainsi se mesurer en mais aussi en .

• Le kilowattheure est utilisé dans les factures de d’électricité.

ou 1 kWh = 1 kW x 1h

puissance

joulekilowattheure

consommation

• La relation mathématique entre la puissance électrique et l’énergie électrique est la suivante :

où E :énergie consommée (J ou kWh)

Pé : puissance (W ou kW)

∆t : temps (s ou h)

• La correspondance entre ces unités de mesure est la suivante :

1 kWh = 1000 W 3600 s = 3 600 000 J

E = Pé • ∆t

Défis électriques

• Dans un circuit en série l’intensité du courant électrique (ampère) est constante dans tout le circuit.

Dans un circuit en parallèle

• La différence de potentiel (U volt) est constante dans le circuit.