Module 2: L ’ÉLECTRICITÉ 2. Le magnétisme 3. Les circuits électriques 4. L ’énergie dans les circuits électriques 5. La conservation de l ’énergie 6. L ’énergie et ses transformations 7. Le Québec et l ’électricité

Les matériaux magnétiques SONT des aimants. 31/03/2017 Le magnétisme Les matériaux Les matériaux magnétiques SONT des aimants. magnétiques attiré/repoussé par un aimant attiré par un objet en fer ferromagnétiques attiré par un aimant non-magnétiques sans effet sur un aimant sans effet sur un objet en fer

Le magnétisme (résumé) Subs. ferromagnétique Aimants Subs. magnétique ? attraction Aimants Subs. magnétique attraction répulsion Subs. ferromagnétique attraction aucun effet

Les formes d ’un champ magnétique d ’un aimant droit N S

Les formes d ’un champ magnétique d ’un aimant en forme de U N S

Le champ magnétique naturel d’une boussole N S attraction attraction attraction attraction attraction attraction attraction SUITE ….

Le champ magnétique naturel d’une boussole L ’aiguille d ’une boussole (la pointe NORD) pointe TOUJOURS vers un sud… magnétique

Le champ magnétique naturel de la terre Sud magnétique Nord géographique Nord Sud Nord magnétique Sud géographique

La loi des pôles les pôles semblables Nord Sud répulsion répulsion

La loi des pôles les pôles contraires Nord Sud attraction attraction

Le champ magnétique autour d’un fil droit

Le champ magnétique autour d’un fil droit Dans la loi de la main droite…. le pouce le pouce indique le sens du courant électrique courant électrique les doigts les doigts indiquent le sens du champ magnétique champ magnétique

Le champ magnétique autour d’un solénoïde Sud Nord

Le champ magnétique autour d’un solénoïde Nord Sud

Le champ magnétique autour d’un solénoïde Dans la loi de la main droite…. le pouce le pouce indique le NORD NORD les doigts les doigts indiquent le sens du courant électrique courant électrique

Un solénoïde efficace Cobalt Nickel Fer Ampèremètre Intensité

Les circuits électriques 31/03/2017 Les circuits électriques Les conducteurs et les isolants La conductibilité des fils conducteurs La mesure de l’intensité La mesure de la tension La conductance La résistance (suite…..) SUITE ….

Les circuits électriques(suite…) La résistance équivalente (circuit série) La résistance équivalente (circuit parallèle) L ’erreur dans la mesure Les lois de Kirchhoff

Les conducteurs et les isolants Les conducteurs électriques sont... solides liquides les métaux les électrolytes les acides les bases les sels

La conductibilité des fils conducteurs Mauvais conducteur==> trop long Mauvais conducteur==> diamètre trop petit Mauvais conducteur==> en nichrome La conductibilité des fils conducteurs BON CONDUCTEUR==> COURT, GROS DIAMÈTRE, EN CUIVRE ET TORSADÉ

La mesure de l ’intensité (Ampères) = A2 A1

La mesure de l ’intensité Dans un circuit, l ’ampèremètre se place en série. (Ampères)

La mesure de la tension (volts) V2 V1

Dans un circuit, le voltmètre se place en parallèle. La mesure de la tension (volts) Dans un circuit, le voltmètre se place en parallèle.

= 0,5 Siemens La conductance I La conductance se mesure en Siemens G= 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (A) 5 ampères = 10 volts Intensité 0,5 Siemens 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tension (V)

= 2 Ohms La résistance U La résistance se mesure en Ohms R= I 10 volts 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (V) 10 volts = 2 Ohms 5 ampères Tension 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Intensité (A)

(suite…..) La conductance est l’inverse de la résistance !!! G=1/R ou G = I/U 2 Siemens = 1/2 Ohm La résistance est l’inverse de la conductance !!! R=1/G ou R =U/I 2 Ohms = 1/2 Siemens

La résistance équivalente (circuit série) RE = R1 + R2 RE = 50  + 100  La résistance équivalente d ’un circuit série est toujours plus grande que la plus grande des résistances. RE = 150 

La résistance équivalente (circuit parallèle) La résistance équivalente d ’un circuit parallèle est toujours plus petite que la plus petite des résistances.

L ’erreur dans la mesure L ’erreur absolue L ’erreur absolue correspond à LA MOITIÉ de la plus petite graduation 5volts 2 = 2,5 volts 35  2,5 Volts

L ’erreur dans la mesure L ’erreur relative L ’erreur relative correspond au pourcentage (%) d ’erreur 35  2,5 Volts 2,5 X 100 35 7, … % 35 Volts  7 %

L’intensité et la tension dans les circuits séries. 3V 1A 3V 1A 3V 1A Dans un circuit série, l ’intensité (Ampère) est la même partout. 9V 1A Dans un circuit série, la tension totale (Volts) est répartie sur chacun des éléments du circuit.

L’intensité et la tension dans les circuits parallèles. 9 V 1 A 9 V Dans un circuit parallèle, l ’intensité totale (Ampère) est répartie sur chacun des éléments du circuit. 1 A 9 V 9 V 3 A Dans un circuit parallèle, la tension (Volts) est la même partout.

$$$ Le coût de l ’électricité $$$$ Première lecture: 8203 = 82030 kWh X 10 2 8 Suite …. 60 jours plus tard 3 Seconde lecture: 9415 = 94150 kWh X 10 4 9 1 5 94150 kWh - 82030 kWh ========= 12120 kW•h

La consommation en kW•h $$$ Le coût de l ’électricité $$$$ (suite) La consommation en kW•h 12120 kW•h x 0,052 $/kWh Le tarif en vigueur 630,24 $

$$$ Le coût de l ’électricité $$$$ (suite) Quel est le coût d ’utilisation d’une ampoule électrique de 100 Watts allumée durant 200 heures ? Non, c'pas cher ! 100 W = 0,1 kW 0.1 kW x 200 heures x 0,05 $/kWh = 0,10 $

L ’énergie électrique. L ’énergie électrique se mesure en JOULES. Ce sont des WATTS x secondes. L ’énergie électrique se calcule avec la formule: E= U x I x t Quelle est l ’énergie électrique dégagée par une prise de courant de 110 V qui débite 15 ampères pendant 5 minutes ? E = U x I x  t U = 110 V I = 15 A  t = 5 min. (300 s) 110 V x 15 A x 300 s = 495 000 Joules 495 kJoules

L ’énergie thermique L ’énergie thermique se mesure en JOULES. NB:. c ==>correspond à la chaleur massique. C ’est une constante qui est égale à 4,19 J/g°C pour l ’eau. L ’énergie thermique se calcule avec la formule: Q= m x c x t Quelle est l ’énergie thermique absorbée par une bouilloire contenant 2 litres d’eau qui passe de 20°C à 100°C ? m = 2 litres (2000 grammes) c = 4,19 J/g°C  t = 80°C (100-20) Q = m x c x  t 2000 g x 4,19J/g °C x 80°C = 670 400Joules 670,4 kJoules

L ’énergie et ses transformations L ’énergie électrique se transforme en…. Énergie thermique … dans … un grille pain Énergie lumineuse … dans … une ampoule électrique Énergie potentielle … dans … un ascenseur Énergie cinétique … dans … un moteur électrique Énergie chimique … dans … une pile rechargeable

Le Québec et l’électricité Centrale au charbon Effet de serre et pluies acides chimique thermique cinétique électrique

Le Québec et l’électricité Centrale hydroélectrique Énergie renouvelable Inondations de terres cultivables potentielle cinétique électrique

Le Québec et l’électricité Technologie très simple à installer et à entretenir Centrale au diesel Effet de serre et pluies acides chimique thermique cinétique électrique

Le Québec et l’électricité Produit BEAUCOUP d’énergie Centrale au nucléaire Produits des déchets radioactifs nucléaire thermique cinétique électrique

Le Québec et l’électricité Energie propre et renouvelable Centrale au éolienne La source d’énergie n’est pas constante Cinétique de l ’air cinétique des hélices électrique

31/03/2017 Fin du module 2