Quelques notions en électricité

Quelques notions en électricité
A. Courant électrique
1. Qu’est ce que le courant électrique ?
Le courant électrique est un déplacement de charges électriques dans la matière.
Dans les métaux, les porteurs de charges sont les ÉLECTRONS.
2. Intensité du courant électrique
L’intensité du courant I (en ampère) en un point du circuit correspond à un débit de charge
électrique en ce point c’est à dire la quantité Q de charge exprimée en coulombs (C) qui
traverse une section de conducteur en ce point pendant la durée t (en seconde) :
I = Q/t
3. Mesure de l’intensité d’un courant électrique
• Un ampèremètre mesure la valeur de l'intensité du courant qui le traverse. Il faut donc le
placer en série dans le circuit. L'ampèremètre parfait serait un appareil qui ne perturberait pas
le courant à mesurer.
• Les deux bornes utilisées sont généralement notées A et COM :
- Si le courant entre par la borne A et sort par la borne COM, une valeur positive
apparaît.
- Si le courant entre par la borne COM et sort par la borne A, une valeur négative
apparaît.
4. Sens conventionnel du courant
Par convention, à l’extérieur d’un générateur, le courant électrique va de la borne
positive à la borne négative. Ce sens est appelé le sens conventionnel du courant.
Les électrons d’un métal circulent en sens inverse du sens conventionnel du courant
électrique. Sur un schéma de circuit électrique, le sens conventionnel du courant se note par
une flèche posée sur le circuit.
Remarque : Le choix du sens conventionnel du courant a été défini au dix-neuvième siècle, à
l’époque les physiciens ne connaissaient pas l’électron, il pensait que le passage du courant
électrique dans les métaux se faisait grâce à des porteurs de charges positifs.
+
-
Sens de parcours
des électrons.

5. Intensité du courant dans un circuit série
L’intensité d’un courant est la même en tout point d’un circuit série.
I = I’ = I’’
Pour travailler :
Tester ses connaissances sur le coutant électrique : http://www.phychim.ac-
versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/intensite1/intensite1.htm.
Tester ses connaissances sur la mesure de l’intensité d’un courant électrique :
http://www.phychim.ac-
versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/intensite2/intensite2.htm.
Tester ses connaissances sur l’intensité du courant dans un circuit série :
http://www.phychim.ac-
versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/intensite3/intensite3.htm
Tester ses connaissances sur la définition de l’intensité d’un courant et son
utilisation : http://www.phychim.ac-
versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/intensite4/intensite4.htm
B. Tension électrique entre deux points
1. Unité de tension électrique
La tension électrique est une grandeur qui a déjà été rencontrée en collège. Dans le
système international d'unité l'unité de tension est le volt (V ).
2. Mesure d’une tension électrique
Une tension électrique entre deux points d'un circuit électrique se mesure à l'aide d'un
multimètre numérique. Ce multimètre possède plusieurs fonctions qui correspondent aux
diverses bornes visibles. Pour mesurer une tension électrique, il faut utiliser la fonction
voltmètre et donc la borne V spécifique de la fonction voltmètre et la borne COM qui est
commune à toutes les fonctions.
Ce multimètre utilisé en voltmètre doit être branché en dérivation c'est à dire en connectant
les deux bornes V et COM du multimètre aux deux points de mesure sans déconnecter le
circuit.
On peut représenter le voltmètre de la façon suivante :
3. ECRIRE, REPRESENTER ET MESURER UNE TENSION
ELECTRIQUE
a) Ecrire et représenter une tension électrique
La tension entre deux points A et B d’un circuit se note UAB. Elle est représentée par une
flèche orientée de B vers A.
V
COM
A
UAB

Remarque : la tension entre les points B et A se notera UBA. Elle sera représentée par
une flèche orientée de A vers B.
b) Complément sur la mesure d’une tension électrique
Pour mesurer la tension UAB, entre deux points A et B, il faut relier le point B à la borne COM
du multimètre et le point A à la borne V.
Remarque : pour mesurer la tension UBA entre deux points B et A, il faut relier le point A à la
borne COM du multimètre et le point B à la borne V.
c) Relation entre les tensions UAB et UBA
On observe qu’entre deux points A et B d’un circuit, on a UAB = -UBA. Cette relation
découle du fait que la tension est une grandeur algébrique.
Pour travailler :
Tester ses connaissances sur la représentation et la mesure d’une tension
électrique : http://www.phychim.ac-
versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/tension1/tension1.htm.
4. QU’EST CE QU’UNE TENSION ELECTRIQUE ?
a) Introduction
Le passage d'un courant électrique dans certains dipôles est lié à l'existence entre leurs bornes
d'une dissymétrie nommée différence de potentiels ou tension. Aux bornes d'une pile ou plus
généralement d'un générateur électrique, il existe aussi cette dissymétrie ou tension, même en
l'absence de courant débité.
Considérons l'analogie suivante.
Aucun mouvement des gouttes
de liquide n'est observé dans
les récipients quand les
niveaux A et B sont les
mêmes.
On peut dire que les niveaux A et B sont au même potentiel. S'il existe une différence entre
les surfaces A et B des
gouttes de liquide effectueront
un mouvement temporaire
pour ramener les niveaux A et
B au même niveau. Le
mouvement cesse quand les
niveaux sont identique. Le
déplacement du liquide résulte
d'une différence de potentiel.

Pour maintenir la différence de niveau entre les plans A et B donc le débit du liquide de A
vers B, on pourrait installer une pompe.
Dans un circuit électrique, c'est le générateur qui crée et entretient la dissymétrie. Il joue le
rôle de "pompe à électrons libres".
b) Potentiel électrique
L'état électrique d'un point A d'un circuit électrique est caractérisé par une
grandeur que l'on appelle le potentiel électrique du point A et noté VA .
c) La tension électrique est une différence de potentiels
électriques
Une tension électrique mesurée entre deux points d'un circuit électrique caractérise une
différence d'état électrique des deux points considérés. La tension est donc une différence de
potentiel.
Une tension électrique UAB entre deux points A et B est égale à la différence
de potentiel entre ces deux points
UAB = VA - VB
Conséquences: La tension aux bornes d'un fil de jonction étant nulle, on en déduit que les
bornes du fil et en fait tous les points du fil sont au même potentiel.
d) Notion de masse
Un voltmètre mesure une différence de potentiel. Il ne permet pas d'obtenir directement le
potentiel électrique d'un point. Si on veut connaître les potentiels de différents points du
circuit, il faut connaître le potentiel d'un point.
On va choisir un point dans le circuit et on va décider que le potentiel de ce point est nul. ( On
le relira à la borne COM du multimètre.
La masse est un point du circuit électrique auquel on attribue, par convention Le potentiel
électrique 0 V.
On symbolise la masse d'un circuit par ce schéma:
Analogie: on mesure les altitudes par rapport au niveau de la mer. On dit que le sommet du
mont blanc est à 4807m et que l'épave du Titanic est à -5000m.
Pour travailler :
Tester ses connaissances sur la notion de potentiel électrique :
http://www.phychim.ac-versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/tension3/tension3.htm

5. Propriétés des tensions électriques
a) Tension aux bornes d’un fil de jonction
La tension aux bornes d'un fil de connexion est nulle.
b) Tension aux bornes d’un interrupteur
La tension aux bornes d'un interrupteur fermé est nulle alors qu’aux bornes d'un interrupteur
ouvert, elle est en général non nulle.
c) Additivité des tensions
La loi d’additivité des tensions aux bornes de deux dipôles (A,B) et (B,C) associés en série
s’exprime par : UAC = UAB + UBC
d) Identité de la tension aux bornes de deux dipôles
placés en dérivation
La tension est la même aux bornes de plusieurs dipôles montés en dérivation :
UAB = UCD = UEF
Pour travailler :
Tester ses connaissances sur les tensions électriques dans un circuit série :
http://www.phychim.ac-versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/tension2/tension2.htm
C. Loi d’Ohm
Enoncé : La tension UAB aux bornes d’un conducteur ohmique AB de résistance R traversé
par un courant d’intensité I allant de A vers B est donné par la relation :
UAB = RI.
Remarque importante 1 : En unités légales, la tension s’exprime en volt (V), l’intensité
du courant électrique s’exprime en ampère (A) et la résistance d’un conducteur
ohmique s’exprime en ohm ().
Remarque importante 2 : Le sens du courant et celui de la flèche de tension électrique doivent
être opposés.
Pour travailler :
Tester ses connaissances sur la loi d’Ohm : http://www.phychim.ac-
versailles.fr/donnees/condo3/baselec2/loiohm/loiohm.htm
I
A
B
UAB = RI
A
B
C
UAB
UBC
UAC
E
F
A
B
C
D