Équations liées à l’électricité

Est-ce que l’on peut mesurer le courant? Oui, c’est possible

On peut mesurer la quantité de charges(d’électrons) qui passent à un point donné à toutes les secondes.

Comparons l’écoulement de l’eau et le courant électrique…

Intensité du courant Le courant peut être fort, moyen ou faible. Tout dépend de la quantité de charges qui passent à un point précis à un moment précis.

Instrument qui mesure le courant On mesure le courant avec un ampèremètre.

Un ampèremètre est toujours branché en série dans un circuit

Comment calculer le courant Formule: I = Q t I = courant en ampère ( A ) Q = quantité de charges passant par un point mesuré en coulomb ( C ) t = temps en secondes ( s )

24 C passent par une ampoule électrique pendant 18 secondes 24 C passent par une ampoule électrique pendant 18 secondes. Quel courant électrique est passé par l’ampoule? Réponse 1,33 A

Exercice: Un appareil nécessite un courant de 3 ampères. Combien de coulombs passeront sur un appareil qui fonctionne pendant 10 secondes? Réponse 30 C

Activité – Résoudre problèmes Quelle est la formule pour calculer le courant ? I = Q t I = Courant (A) Q= quantité de charges passant par un point mesuré (C) t = temps (s)

La différence de potentiel

C’est grâce à la pression. La force du courant électrique comparé au courant de l’eau Lorsque vous utilisez un tuyau d’arrosage, pourquoi l’eau en sort-elle? C’est grâce à la pression.

C’est la même chose pour le courant électrique. Cette pression s’appelle la tension électrique ou différence de potentiel et se mesure en volt.

Comparons la force qui pousse l’eau dans les tuyaux et la différence de potentiel…

Volt C’est l’unité de mesure de la différence de potentiel. Un volt fait circuler un courant de un ampère dans un conducteur dont la résistance est de un ohm.

Voltmètre Un instrument servant a mesurer la différence de potentiel entre deux points dans un circuit électrique.

Le voltmètre est toujours branché en parallèle                                                                                                                                                                 

Contact avec la réalité

La tension électrique est élevée dans les fils électriques dehors et elle est réduite par un transformateur lorsqu’elle entre dans la maison.

Pourquoi les oiseaux peuvent-ils se poser sur les fils électriques ? Les fils électriques sont isolés de la Terre (aucune mise à Terre) donc aucune différence de potentiel.

La différence de potentiel Représente le potentiel d’une source d’énergie électrique à faire un travail. Se mesure en volts (V) Comparer avec chute d’eau.

Comment calculer la différence de potentiel Formule : V = IR V = Différence de potentiel R = Résistance I = Intensité du courant

Unités de mesure V est mesuré en volt (V) I est mesuré en ampère (A) R est mesurée en ohm ()

Exercice: La résistance d’une lampe de poche est de 3 . Le courant électrique qui circule est de 0,5A. Que sera la différence de potentiel ? Réponse 1,5V

Exercice: Un courant de 5,00A circule dans le moteur d’un réfrigérateur branché à une prise murale ( de 120 V). Quelle est la résistance de ce réfrigérateur ? Réponse 24 

Exercice: La résistance d’une ampoule est de 96,8 . Quelle est l’intensité du courant qui circule dans l’ampoule lorsque celle-ci est branchée à une source d’énergie électrique de 120V ? Réponse 1,2 A

La résistance dans un circuit électrique

La Résistance C’est un composant d’un appareil qui ralentie le courant et qui convertie l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie.

Comparons la résistance de l’écoulement de l’eau et la résistance…

Il se produit une chute d’intensité lorsqu’un courant électrique traverse une résistance et il subit une transformation d’énergie électrique en chaleur, lumière, ondes etc.

Exemples Dans une ampoule, la résistance transforme l’énergie électrique en énergie lumineuse. Dans un grille-pain, l’énergie électrique est transformée en chaleur. Dans un four micro-ondes, l’énergie électrique est transformée en ondes.

Selon vous, quel appareil consomme le plus de courant ? Un appareil qui convertit l’énergie électrique en chaleur consomme plus de courant que celui qui le convertit en lumière.

L’unité de mesure de la résistance est l’ohm ().

On mesure la résistance avec un ohmètre

La résistance diminue l’intensité du courant dans un circuit en série 9V V= I x R 1A 9

Exemple avec 2 résistances 9 9V V= I x R 0.5A 9

La puissance

La puissance Lorsqu'on fait fonctionner diverses lampes à incandescence normalement, c'est-à-dire sous leur tension nominale, on s'aperçoit que certaines éclairent mieux que d'autres. Une lampe de projecteur de diapositives (24V) éclaire plus que la lampe d'un lustre dont la tension est 230V.

La puissance La grandeur en relation avec l'éclairement de ces lampes, ce n'est ni la tension, ni l'intensité mais la puissance électrique. En résumé, La puissance électrique c’est la quantité d'énergie consommée en joules par unité de temps (secondes).

Comparons l’écoulement de l’eau et le courant électrique…

La puissance t P = la puissance en Watt ( W ) FORMULE : P =E t P = la puissance en Watt ( W ) E = énergie électrique en Joules (J) t = temps en secondes (s)

Exemple: Une bouilloire nécessite 196000 J d’énergie pendant 4 minutes. Quelle est la puissance de cette bouilloire ?

Réponse 196 000 J = 653 W 300 s

Exemple: Si un appareil nécessite 3440 Watt de puissance durant 50 secondes, quelle est l’énergie nécessaire pour faire fonctionner l’appareil ?

Réponse 3440 W x 50 s =172 000 J

Puissance Problèmes à résoudre : 1-3 (à terminer pour demain!!!)