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Loi des charges 2 types de charges: et Loi des charges: – Attraction des charges opposées – Répulsion des charges identiques ou Connu depuis lAntiquité

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1 Loi des charges 2 types de charges: et Loi des charges: – Attraction des charges opposées – Répulsion des charges identiques ou Connu depuis lAntiquité – on sait faire apparaître lélectricité en frottant 2 objets différents: laine, ambre, verre, etc

2 Différence dattraction des charges par frottement plastique caoutchouc ébonite ambre polyéthylène coton peau humaine soie poil de chat laine verre poil de lapin attire électron charge finale Pour créer un objet électrisé

3 phénomènes électrostatiques Linduction fait bouger les charges dun objet sans les échanger avec lautre objet. Larc électrique nécessite un haut voltage. Frottement dépend du tableau dattraction des charges. Objet + ET objet – Conduction partage entre 2 objets une accumulation de charges. 2 objets + OU - échange (–) entre 2 objets induction non arc électrique non contact oui partage frottement non conduction oui

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 1.nature du matériau (+ conducteur) 2.diamètre du fil (+ large) 3.longueur du fil (+ court) 4.température du fil (+ froid)

5 Les variables de lélectricité en ST VariableSymboleUnité IntensitéIA (ampère) Différence de potentielUV (volt) RésistanceRΩ (ohm) ÉnergieEJ (joule) ChargeqC (coulomb) Tempsts (seconde) PuissancePW (watt) Quand on veut parler dun intervalle on ajoute devant. ex: t : intervalle de temps Une variable est TOUJOURS écrite avec son unité

6 Intensité(I) Mesure combien délectrons passent à un endroit par seconde. – les électrons vont en sens inverse du courant conventionnelle. – 1 électron = -1,6 x C – 1 A = 1 C/s = 6,25x10 18 électrons par sec. Se mesure avec un ampèremètre – connecté en série dans le circuit. Différence de potentiel (U) Mesure le changement dénergie des électrons dun endroit à un autre de lespace. 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 lopposition du matériau à laisser passer les électrons. – les électrons rebondissent dans les atomes. – Transforme lénergie 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 dune pile va du (+) vers le (-) Les résistances (R n ) sur le circuit sont fixes, et peuvent être additionnées. La résistance du fil est 0. Le courant est uniforme partout dans le circuit. résistance +- pile lampe

9 Explication des transferts dénergie dans le circuit Durant son passage dans le circuit – Lélectron nest jamais détruit. Lélectron transporte lénergie électrique. La pile donne de lénergie. Les résistances prennent de lénergie. – Les échanges dénergie 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 dénergie quil en prend. – court-circuit: donne plus dénergie quil 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 (R n ) sur le circuit sont fixes. La résistance du fil est 0. –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 Kirchoff Calcul sur des circuits parallèle/série CircuitLoi des noeuds (I) Loi de UR eq Série I total = I 1 =I 2 U source = U 1 +U 2 R 1 +R 2... Parallèle branches qui entrent = branches qui sortent U source =U 1 =U 2 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 louverture et la direction du courant (interrupteur) – transformation utiliser le courant (ampoule, moteur)

13 La production délectricité Le fonctionnement des centrales électriques nécessite deux transformations dénergie. La turbine – reçoit lénergie naturelle (hydraulique, éolienne, thermique de la vapeur) et la transforme en énergie mécanique. Lalternateur – reçoit lénergie 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 dénergie échangée dans un laps de temps. Unité: le watt, noté W o 1 W = 1 Joule par seconde = 1 J/s En électricité, – la puissance est la quantité dénergie quon peut extirper dun circuit par seconde. – elle dépend du nombre délectrons et de leur voltage: o (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 sattirent et les semblables se repoussent. – si 1 aimant + 1 ferromagn: sattirent toujours Ligne de champ: – flèche orientée selon le Nord dune boussole placé à côté de(s) laimant(s). – intérieur de laimant: 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 lélectricité 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 I (A) U (V) q (C) E (J) P (W) I = q / t U = RIU = E/q P = E/t E = U q P = U I Fonction mathématique du courant Symbole (Unité)

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


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