l`electricite et son utilisation

SOMMAIRE
Introduction
I les caractéristiques du courant électrique
1- Définition, nature et le sens du courant
1-1 Définition
1-2 La nature du courant
1-3 Le sens du courant
2- Les effets du courant
2-1 Les effets du courant continu
2-1-1 les effets thermiques
2-1-2 les effets magnétiques
2-1-3 les effets magnifiques
2-2 les effets alternatifs
3- L’intensité du courant électrique
3-1 l’intensité
3-1-1 définition
3-1-2 l’unité de mesure de l’intensité
3-1-3 l’appareil de mesure de l’intensité
3-2 la tension du courant électrique
3 2-1 définitions
3-2-2 l’unité de mesure de la tension
3-2-3 l’appareil de mesure de la tension
4- La puissance et l’énergie électrique
4-1 la puissance électrique
4-2 l’énergie électrique
II le circuit électrique
1- Définition
2- Représentation de quelques éléments
3- Les différents types de circuit électrique
3-1 le circuit en série
3-2 le circuit en dérivation
4- Les caractéristiques du circuit électrique
III les autres formes d’énergie
1- Les énergies renouvelables
1-1 l’énergie solaire
1-2 l’énergie nucléaire
1-3 l’énergie de la biomasse
2- les énergies non renouvelables
2-1 les combustibles fossiles
Conclusion
Introduction
L’histoire de l’électricité vue par les hommes remonte à la nuit des temps car
l’électricité toujours présente s’est manifestée par exemple de manière très
spectaculaire sous forme d’éclair (lumière). En effet, le terme
« électricité »dérive du mot grec « électron »qui désigne l’ambre jaune, une
résine possible possédant des propriétés électrostatiques. Elle a été découverte
par benjamin franklin en 1750.l’électricité est devenue un facteur de
développement. Notre travail consistera de parler des caractéristiques du
circuit électrique et les autres formes d’énergies.
L’ELECTRICITE ET SON UTILISATION
I les caractéristiques du courant électrique
1- définition, nature et sens du courant électrique
1-1 Définition
Le courant électrique est le déplacement d’un ensemble de particules chargées
électriquement. Le courant électrique est le déplacement d’électrons dans un
corps sous l’action d’un champ électrique.
Dans une solution ionique, on parle du déplacement d’ions.
1-2
La nature du courant électrique
Le courant électrique peut être continu ou alternatif :
Le courant continu : c’est le courant polarisé qui circule toujours dans le même
sens.
Le courant alternatif : est un courant qui change de sens plusieurs fois par
seconde. C’est le courant pér13 le sen iodique et non polarisé.
s du courant
Les électrons se déplacent toujours de la borne négative (-) à la borne positive
(+). C e déplacement crée un courant électrique qui circule en sens inverse. Par
convention, le courant continu circule à l’extérieur du générateur de la borne
positive à la borne négative.
2 les effets du courant électrique
2-1 les effets du courant continu
Le courant continu a trois (3) effets : l’effet thermique, l’effet magnétique et
l’effet chimique.
2-2 l’effet thermique
Il est relatif à la chaleur, cet effet se traduit par l’échauffement des filaments
ou de l’appareil lors du passage du courant.
2-3 l’effet magnétique
C’est l’effet d’attraction ou de répulsion avec un aimant ou un filament
électrique. L’action du courant sur l’aimant se traduit par la déviation de
l’aiguille de la boussole. Celle de l’aimant sur le courant par le déplacement du
fil conducteur.
2- 4 l’effet chimique
Le passage du courant dans une cuve contenant de l’eau acidulée entraine le
dégagement du dihydrogène (H2) à une électrode et du dioxygène (o2). On
parle de l’électrolyse de l’eau. Le courant électrique permet la décomposition
chimique de l’eau.
2-2 les effets du courant alternatif
En courant alternatif, nous avons les mêmes effets. A ces effets viennent
s’ajouter l’effet joule et l’effet kelvin.
2-2-1 l’effet joule
C’est la relation entre le courant traversant un conducteur et la chaleur émise
par celle-ci.
2-2-2 l’effet Kelvin
L’effet kelvin ou effet de la peau est un phénomène électromagnétique qui fait
qu’à fréquence élevée, le courant à tendance à ne circuler qu’en surface des
conducteurs.
3- L’intensité et la tension du courant électrique
3-1 l’intensité
3-1-1 Définition
L’intensité (I) du courant est la quantité qui se traverse une section du
conducteur pendant un temps donné.
On la note: I
I=
NB: il n’y a pas d’accumulation de charges pendant le parcours du courant dans
un circuit électrique.
3-1-2 l’unité
L’unité de l’intensité est l’ampère noté (A). Il existe aussi les sous multiples qui
sont : le mili-Ampère= (1mA 10-3A) ; le micro-ampère= (10mA10-6A) : le nanoampère = 1n A10-9)
L’ampère n’a pas de multiples
3-1-3 Mesure de l’intensité
L’intensité se mesure à l’aide d’un ampèremètre. Il se monte toujours en série
dans un circuit électrique. Il peut être placé avant ou après l’appareil dont on
veut mesurer l’intensité. On distingue deux types d’ampèremètres :
l’ampèremètre à aiguille et le multimètre électronique.
3-2 la tension du courant électrique
3-2-1 Définition
La tension s’exprime toujours entre deux points. La tension électrique entre
deux points A et B est la différence d’état électrique ou différences du potentiel
(d-d-p) entre ces deux points. On la note UAB=VB-VA (VA et VB étant les états
potentiel des points A et B). Le potentiel d’un point est l’énergie mis enjeu pour
transporter dans le vide une charge unitaire de l’infini à ce point.
3-2-2 unités
L’unité de la tension électrique est le volt. Noté (V). Les multiples sont ; le
Kilovolt=1kv= 103, le méga-volt= 106V. Le volt= 1GV = 109V
Les sous multiples sont : le mili-volt (1mv= 103) le micro (uv =10-3 v)
3-2-3 l’appareil de mesure de la tension
La mesure de la tension à l’aide d’un voltmètre qui se monte toujours en
dérivation entre deux point du circuit. Il existe deux types de voltmètres : le
voltmètre à aiguille et le voltmètre électronique.
Remarque : dans un circuit, la tension et l’intensité sont de sens opposés dans
les récepteurs et de même sens dans les générateurs.
4- La puissance et l’énergie électrique
La puissance électrique est la qualité du courant consommée par un appareil
soumis à une tension continue.
La relation est
4-2 l’énergie électrique
L’énergie électrique est la force exercée par le courant sur un corps.
La relation : E= P × Δt ou E= U × I × Δt avec P (Puissance en Watt W) ; Δt (temps
mis en seconde S) (énergie consommée s’exprime en joule J)
Autres unités pratiques de l’énergie
Le wattheure (1 wh = 3600 j) ; le kilowattheure (1 kWh = 1000 Wh)
1 kWh = 36000 J = 3,6MJ
II les circuits électriques
1- Définitions
Un circuit électrique est une chaine réunissant un générateur et des appareils
reliés entre eux par des fils conducteurs. Lorsque la chaine est continue, le
circuit est dit fermé. Lorsqu’elle est interrompue le circuit est dit ouvert.
2- Représentation de quelques éléments
3- Les différents types de circuits électriques
On a deux types de circuits électriques : le circuit en série et le circuit en
dérivation.
3-1 le circuit en série
Dans un circuit en série l’intensité est partout la même dans les appareils.
Dans un circuit en série, la tension aux bornes du générateur est égale à la
somme de toutes les tensions aux bornes des appareils en série dans le circuit.
La loi des mailles : dans une maille électrique, la somme de toutes les tensions
sont nulle (0 volt).
Un circuit électrique en série avec 3 lampes
3-2 le circuit en dérivation
- L’intensité dans un circuit en dérivation
L’intensité du courant principal est égale à la somme des intensités des
courants dérivés.
- La loi des nœuds ; de façon générale, à un nœud électrique, la somme
des intensités des courants arrivant au nœud est égale à celle des
courants partant du nœud
Un circuit en dérivation avec 3 lampes
I= I1 + I2 + I3 / U= U1= U2= U3
La tension dans un circuit en dérivation
Elle est partout la même dans tous appareils en dérivation dans un circuit.
Remarque : dans les installations domestiques, tous les appareils sont montés
en dérivation sauf les interrupteurs afin de pouvoir fonctionner séparément).
Tous les appareils sont donc soumis à la même tension (220 v. en général)
III les autres formes d’énergie
L’homme exploite plusieurs formes d’énergies : l’énergie électrique (fournit par
le courant électrique) ; l’énergie mécanique (fournie par les animaux, la force
du vent ou de l’eau) et d’autre énergies dites énergies nouvelles (l’énergie
solaire, l’énergie nucléaire, l’énergie de biomasse, l’énergie des combustibles
fossiles. On les regroupe en deux groupes : les énergies renouvelables et les
énergies non renouvelables.
1- Les énergies renouvelables
1-1 l’énergie solaire
Elle est dérivée du rayonnement solaire qui est un ensemble de radiations
constitués de particules appelées photons transportent une quantité d’énergie
qui peut être convertie en énergie électrique par des cellules photovoltaïques
en photopiles.
1-2
l’énergie nucléaire
C’est une forme d’énergie obtenue à parti du moyen etomique radioactifs
telque l’uranium et le plutonium qui lors des transformations libèrent de
grandes quantités d’énergies.
1-3
l’énergie de la biomasse
Elle est dérivée de la transformation des déchets organiques et végétaux en
gaz naturel et en liquides combustibles pouvant libérer de l’énergie.
2- Les énergies non renouvelables
2-1 les combustibles fossiles
Ce sont le charbon, le pétrole, le gaz naturel qui une fois utilisés ne peuvent
plus être remplacés d’où leur nom « d’énergies non renouvelables »
Conclusion
Au terme de ce qui nous précède nous pouvons affirmer que l’électricité est
d’une grande utilité pour l’homme. Elle est la clé de voute de tout
développement durable.