Loi des charges

1. Loi des charges • 2 types de charges: et • Loi des charges: • Attraction des charges opposées • Répulsion des charges identiques ou • Connu depuis l’Antiquité • on sait faire apparaître l’électricité en frottant 2 objets différents: laine, ambre, verre, etc. + - + - + -

2. Différence d’attraction des charges par frottement charge finale attire électron Pour créer un objet électrisé

3. phénomènes électrostatiques échange (–) entre 2 objets oui non • L’induction fait bouger les charges d’un objet sans les échanger avec l’autre objet. • L’arc électrique nécessite un haut voltage. • Frottement dépend du tableau d’attraction des charges. Objet + ET objet – • Conduction partage entre 2 objets une accumulation de charges. 2 objets + OU - contact oui non arc électrique partage non oui induction frottement conduction

4. Électricité dynamique • Vient du courant électrique • des électrons circulent dans un circuit • des ions circulent dans une solution. • 4 types de matière pour du courant: • supraconducteur: courant sans perte • matériel spécial placé à très basse T° • conducteur: laisse passer le courant • métal, eau salée • semi-conducteur: dépend du courant • silicium avec impuretés • isolant: ne laisse pas passer le courant • céramique, bois, eau pure • Facteurs qui améliorent le circuit • nature du matériau (+ conducteur) • diamètre du fil (+ large) • longueur du fil (+ court) • température du fil (+ froid)

5. Les variables de l’électricité en ST Une variable est TOUJOURS écrite avec son unité Quand on veut parler d’un intervalle on ajoute ∆ devant. ex: ∆t : intervalle de temps

6. Intensité(I) • Mesure combien d’électronspassent à un endroit par seconde. • les électrons vont en sens inverse du courant conventionnelle. • 1 électron = -1,6 x 10-19 C • 1 A = 1 C/s = 6,25x1018 électrons par sec. • Se mesure avec un ampèremètre • connecté en série dans le circuit. Différence de potentiel (U) • Mesure le changement d’énergie des électrons d’un endroit à un autre de l’espace. • aussi appelée tension ou voltage • 1 V = 1 J/C = 1 charge a gagné 1 joule • Se mesure avec un voltmètre • connecté en parallèle dans le circuit.

7. Résistance (R) • Mesure de l’opposition du matériau à laisser passer les électrons. • les électrons rebondissent dans les atomes. • Transforme l’énergie électrique en une autre énergie: • chaleur, énergie mécanique, énergie chimique, énergie magnétique • Pour les matériaux ohmiques, relation linéaire entre U, I et R dans une résistance:

8. + - Circuit en série • La source est une pile avec une différence de potentiel (U) fixe aux bornes. • le courant d’une pile va du (+) vers le (-) • Les résistances (Rn) sur le circuit sont fixes, et peuvent être additionnées. La résistance du fil est 0Ω. • Le courant est uniforme partout dans le circuit. pile lampe résistance

9. Explication des transferts d’énergie dans le circuit • Durant son passage dans le circuit • L’électron n’est jamais détruit. • L’électron transporte l’énergie électrique. • La pile donne de l’énergie. • Les résistances prennent de l’énergie. • Les échanges d’énergie électrique ne changent pas la vitesse dans le circuit. • Le courant (I) reste constant. • Le voltage (U) arrive à 0 à la fin du circuit. • Le circuit • stable: donne autant d’énergie qu’il en prend. • court-circuit: donne plus d’énergie qu’il en prend à chaque cycle. Le circuit explose.

10. Circuit en parallèle • La source est une pile avec une différence de potentiel (U) fixe aux bornes. • Les résistances (Rn) sur le circuit sont fixes. La résistance du fil est 0Ω. • La résistance équivalente du circuit correspond à la résistance totale du circuit. • Elle se calcule ainsi: • Le courant est différent dans chaque branche • mais toutes les charges reviennent à la pile: • Le voltage perdu dans chaque branche est égal au voltage gagné par la pile.

11. Loi de KirchoffCalcul sur des circuits parallèle/série Les électrons ne sont pas détruits Le voltage gagné égale le voltage perdu

12. Les fonctions électriques • Chaque composante du circuit a un rôle: • alimentation • produire du courant (pile) • conduction • faire circuler le courant (fils) • isolation • limiter la circulation normale du courant (plastique) • protection • bloquer un courant anormal (fusible) • commande • contrôler l’ouverture et la direction du courant (interrupteur) • transformation • utiliser le courant (ampoule, moteur)

13. La production d’électricité • Le fonctionnement des centrales électriques nécessite deux transformations d’énergie. • La turbine • reçoit l’énergie naturelle (hydraulique, éolienne, thermique de la vapeur) et la transforme en énergie mécanique. • L’alternateur • reçoit l’énergie mécanique de la turbine et la transforme en énergie électrique. • le courant électrique produit est généralement un courant alternatif (AC).

14. Puissance (P) • Mesure la quantité d’énergie échangée dans un laps de temps. • Unité: le watt, noté W • 1 W = 1 Joule par seconde = 1 J/s • En électricité, • la puissance est la quantité d’énergie qu’on peut extirper d’un circuit par seconde. • elle dépend du nombre d’électrons et de leur voltage: • (J/s = J/c • c/s)

15. Champ magnétique • Tout objet magnétique a une paire de pôles: nord et sud. • Loi: • si 2 aimants: les pôles opposés s’attirent et les semblables se repoussent. • si 1 aimant + 1 ferromagn: s’attirent toujours • Ligne de champ: • flèche orientée selon le Nord d’une boussole placé à côté de(s) l’aimant(s). • intérieur de l’aimant: va du sud au nord • extérieur: sort du nord et entre dans un sud • Pôle nord de la Terre est un pôle sud magnétique.

16. Électromagnétisme • Il existe une relation étroite entre l’électricité et le magnétisme. • des charges en mouvement créent un champ magnétique. • Courant dans un fil droit si le pouce droit est le courant, les doigts sont dans le sens du champ magnétique. • Courant dans un solénoïde • spire: enroulement du fil électrique • les doigts suivent les spires et le pouce droit indique le pôle nord.

17. Fonction mathématique du courant P (W) P = U • I P = E/∆t U (V) I (A) E (J) U= R•I U= E/q I = q / ∆t E = U • q q(C) Symbole (Unité)

18. Génératrice G Fil entre dans le papier Fil sort du papier