Courant électrique

Le courant √©lectrique est le d√©bit net de charge √† travers la section d’un conducteur par unit√© de temps. C’est-√†-dire qu’il s’agit du mouvement de particules charg√©es, positivement ou n√©gativement, √† travers un mat√©riau pendant un certain temps, par exemple une seconde.

La source de la charge √©lectrique r√©side dans la structure atomique. Les √©lectrons qui entourent le noyau de l’atome ne sont pas fixes, ils peuvent √™tre √©limin√©s ou ajout√©s en cr√©ant des ions:

  • anion: charg√© n√©gativement.
  • cation: charg√© positivement.

Un objet charg√© a un d√©s√©quilibre dans le nombre de protons et d’√©lectrons. En physique, la charge d’un √©lectron est l’unit√© de base de la charge, et est d√©fini avec la valeur e. L’unit√© SI pour la charge est le coulomb, qui est abr√©g√© C.

Le flux de charge consiste en le mouvement d’√©lectrons ou d’ions √† travers un mat√©riau conducteur. Dans les conducteurs solides, les √©lectrons sont les porteurs de charge. Dans les liquides conducteurs d’√©lectricit√© (appel√©s √©lectrolytes), les ions positifs et n√©gatifs dissoci√©s en solution sont les porteurs de charge.

Types de courant électrique

Le courant peut √™tre class√© en courant continu ou en courant alternatif selon le sens de d√©placement des charges, c’est-√†-dire le sens du courant √©lectrique.

Courant continu

Le courant continu est celui qui circule dans une direction. Caractérisé par:

  • la valeur du courant reste constante dans le temps.
  • le mouvement des √©lectrons a toujours le m√™me sens.
  • Il est d√©sign√© par l’acronyme DC (courant continu).

Le courant continu est utilis√© dans les √©quipements √©quip√©s d’appareils √©lectroniques, tels que les ordinateurs, les tablettes et les t√©l√©phones portables. √Čgalement dans les transports √©lectriques.

Les batteries, les sources d’√©nergie et les centrales √©lectriques sont diverses fa√ßons dont la diff√©rence de potentiel √©lectrique est maintenue pour fournir du courant continu.

Courant alternatif

En courant alternatif, le flux de charge change continuellement de direction. Caractérisé par:

  • la valeur du courant varie p√©riodiquement dans le temps.
  • Le mouvement des √©lectrons change de direction.
  • Il est symbolis√© par l’acronyme AC (courant alternatif).

Dans le r√©seau qui fournit l’√©lectricit√© √† nos maisons, le courant circule en alternance. La fr√©quence du courant alternatif au Mexique et dans une grande partie du continent am√©ricain est de 60 Hz, ce qui signifie que les √©lectrons effectuent 60 oscillations compl√®tes en une seconde. En Espagne, au Chili et en Uruguay, la fr√©quence est de 50 Hz.

Mesure du courant électrique

Le courant √©lectrique est mesur√© en amplis, en abr√©g√© A, en hommage √† Andr√©-Marie Amp√®re (1775-1836), d√©couvreur de plusieurs concepts cl√©s de l’√©lectricit√© au XIXe si√®cle.

Un amp√®re √©quivaut au d√©bit de 1 coulomb par seconde (1 C / s). Par la d√©finition d’un coulomb, cela signifie que 1 A est √©gal au flux de charge √©quivalent √† 6,25 x 1018 √©lectrons par seconde.

L’expression math√©matique du courant est donn√©e par:

I =‚ąÜ Q /‚ąÜ t

o√Ļ I est l’intensit√© du courant en amp√®res, ‚ąÜQ est le montant net de la charge en coulombs et ‚ąÜt C’est la mesure du temps pendant lequel cette charge passe, en secondes.

L’instrument utilis√© pour mesurer le courant √©lectrique est le amp√®rem√®tre.

Caractéristiques du courant électrique

  • Le courant √©lectrique d√©pend du potentiel √©lectrique et de la r√©sistance dans le conducteur. La r√©sistance √©lectrique est le r√©sultat de l’interaction d’√©lectrons en mouvement entre eux et avec les atomes / ions du conducteur.
  • La direction r√©elle du courant √©lectrique est la direction du mouvement des √©lectrons, du p√īle n√©gatif au p√īle positif.
  • La direction conventionnelle du courant va du p√īle positif au p√īle n√©gatif du g√©n√©rateur √† travers le circuit.

Loi d’Ohm et formule du courant √©lectrique

Georg Simon Ohm (1787-1854) a d√©couvert au d√©but du XIXe si√®cle que le courant traversant un m√©tal est directement proportionnel √† la tension ou √† la diff√©rence de potentiel √©lectrique dans le conducteur. La loi d’Ohm exprim√©e sous forme d’√©quation est:

gras I gras égal fraction gras V entre gras R

o√Ļ je est le courant en amp√®res, V est le potentiel √©lectrique en volts, et R est la r√©sistance en ohms.

Exemples de courant électrique

Bien que nous ayons l’habitude de penser au courant √©lectrique lorsque nous allumons des lumi√®res ou que nous branchons un appareil √©lectrique, les courants √©lectriques existent dans d’autres situations.

Courant électrique dans les métaux

tableau électrique

Dans le panneau √©lectrique, le courant √©lectrique est distribu√© dans les b√Ętiments.

Le cuivre est le m√©tal d’utilisation pr√©f√©rentielle dans les connexions √©lectriques de nos b√Ętiments. C’est un m√©tal mall√©able, √©conomique et efficace.

Rayon

courant électrique de foudre

La foudre est un courant √©lectrique dans l’atmosph√®re terrestre.

Benjamin Franklin (1706-1790), avec sa c√©l√®bre exp√©rience de cerf-volant (cerf-volant au Chili et cerf-volant en Argentine), a montr√© que les √©clairs que l’on voit dans le ciel lors des orages √©lectriques sont le r√©sultat de courants √©lectriques.

Impulsion nerveuse

Les neurones, cellules nerveuses responsables de la transmission de l’influx nerveux, utilisent le courant √©lectrique √† travers la membrane axonale. Dans ce cas, les charges sont donn√©es par le mouvement des ions sodium et potassium d’un c√īt√© de la membrane √† l’autre.

anguille électrique

anguille électrique

L’anguille √©lectrique Electrophorus electricus ne se trouve que dans les fleuves Amazone et Or√©noque.

L’anguille √©lectrique Electrophorus electricus poss√®de des organes sp√©cialis√©s dans son abdomen pour produire de l’√©lectricit√©. Les cellules (appel√©es √©lectrocytes) agissent comme de minuscules batteries qui, lorsqu’elles agissent, peuvent g√©n√©rer un courant de 1 A, suffisamment pour √©tourdir une proie ou dissuader une menace.

Comment le courant électrique est-il produit?

Dans un conducteur métallique, le électrons de conduction, qui sont des électrons de valence, ont un mouvement désordonné sans direction spécifique.

Lorsqu’un champ √©lectrique est appliqu√© dans une direction, des forces √©lectriques apparaissent sur les √©lectrons, elles se d√©placeront pr√©f√©rentiellement dans la direction de ces forces (c’est-√†-dire la direction du champ), g√©n√©rant un courant √©lectrique. Par cons√©quent, pour qu’il y ait un courant √©lectrique, un dispositif est n√©cessaire pour cr√©er le champ √©lectrique dans le conducteur. C’est le cas des g√©n√©rateurs de tension √©lectrique, par exemple des cellules et des batteries.

Le courant √©lectrique peut √™tre compar√© au d√©bit d’eau dans un tuyau. La diff√©rence de pression d’eau dans un tuyau fait passer l’eau de la haute pression √† la basse pression; une diff√©rence de potentiel √©lectrique fait passer des charges dans un fil ou un conducteur d’un potentiel √©lev√© √† un potentiel bas.

Comment fonctionnent les générateurs de courant électrique

Dans un g√©n√©rateur, il y a un exc√®s de charge n√©gative √† une extr√©mit√© (le p√īle n√©gatif) et un d√©ficit de charge n√©gative √† l’autre (p√īle positif). Lorsqu’un conducteur m√©tallique est connect√© aux bornes du g√©n√©rateur, des forces √©lectriques entrent en jeu sur les √©lectrons qui les forcent √† se d√©placer vers le p√īle positif.

 

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