L`ÉLECTRICITÉ

L’ÉLECTRICITÉ
I. CIRCUIT ÉLECTRIQUE.
Un circuit est un lieu de circulation fermé constitué d’un ensemble d’éléments (= dipôles), dont un
générateur, tous reliés entre eux par des éléments conducteurs (= fils conducteurs).
Le point de départ et le point d’arrivée sont confondus.
L’élément qui permet de passer d’un circuit ouvert à un circuit fermé est un interrupteur.
Si le contact est rompu le courant ne circule plus  circuit « ouvert ».
Ex : une lampe et une pile.
Une lampe fonctionne grâce à un courant électrique généré.
Lorsqu’on relie les deux bornes (+ et –) d’une pile aux deux bornes d’un récepteur adapté
(ici une lampe), ceci génère un courant électrique permettant à la lampe de s’allumer.
= boucle fermée / circuit fermé.
Le courant électrique.
 Déplacement global d’électrons (particules élémentaires porteuses d’une charge
électrique négative) au sein des matériaux du circuit  la borne – d’une pile repousse
les électrons alors que la borne + les attire  ils circulent donc de la borne – vers la
borne +.
NB : Le déplacement réel de ces charges électriques ne correspond pas au sens
conventionnel du courant électrique continu (on dit que le courant circule du + de la borne
vers le – du générateur car au départ les savants ignoraient la réalité de l’électron).

Quand le courant conserve un sens constant  courant continu.
C’est le cas des circuits alimentés par des piles.
Quand la tension appliquée est alternative (les charges électriques ont un mouvement d’ensemble
alternativement dans un sens puis dans un autre)  courant alternatif.
 La fréquence des changements de sens est caractérisée par le nombre de cycles par
seconde appelé fréquence du signal électrique.
En France, le courant du secteur a une fréquence de 50 hertz (Hz) : il y a 50 cycles par
seconde, soit 100 changements de sens pour le courant.
On trouve également d’autres grandeurs électriques :
- La puissance électrique P exprimée en watt (W).
- L’énergie électrique E exprimée en joule (J).
- L’intensité I est exprimée en ampère (A)  = débit d’électrons dans le circuit  se
mesure avec un ampèremètre.
- La tension U est exprimée en volt (V)  = « différence de niveau électrique » mesurée
aux bornes d’un élément du circuit. C’est l’existence de cette tension qui est à l’origine de
la mise en mouvement des électrons dans un circuit, donc du passage du courant.
La puissance électrique (P) est une grandeur dont l’unité est le watt (W).
Pour un élément soumis à une tension U et traversé par un courant d’intensité I, on peut écrire :
P = U x I.

Schématiser un circuit électrique.
Il existe des symboles conventionnels pour schématiser les éléments des circuits électriques.
Pour la pile la grande barre correspond à la borne +.
Dipôles
Symboles
Fil électrique
Fils sans contact électrique
Fils avec contact électrique
Interrupteur ouvert
Interrupteur fermé
Lampe
ou
Conducteur ohmique (résistance)
Moteur
Diode
Diode électroluminescente
Générateur (pile)
+ -

 La loi d’Ohm.
Les 3 grandeurs précédemment citées sont liées.
L’intensité (I) dépend non seulement de la tension (U) délivrée par le générateur, mais aussi des
éléments du circuit, c’est-à-dire de leur résistance (R).
Pour un conducteur métallique (dit « ohmique ») la relation, appelée loi d’Ohm, est la suivante :
U = R x I.
L’unité de résistance électrique est l’ohm (Ω) et se mesure avec un ohmmètre.
II. TENSION ET INTENSITÉ.
Qu’est-ce que la tension électrique ?
Une même lampe brille beaucoup plus si elle est branchée sur une pile plate de 4,5 V que sur une
pile ronde de 1,5 V. Elle est donc traversée par un courant plus intense dans le premier cas.
La pile de 4,5 V a donc une plus forte capacité à faire circuler le courant, c’est-à-dire à pousser
fort les électrons dans le circuit.
Tension de la pile  capacité plus ou moins forte à faire circuler le courant dans un circuit.
L’unité de tension électrique est le volt (V) . Elle se mesure grâce à un voltmètre .
Qu’est ce que l’intensité du courant ?
Lorsqu’on dit d’un courant qu’il est plus ou moins « fort », cela signifie qu’un nombre plus ou moins
élevé d’électrons franchit une section du circuit pendant un temps donné. On dit que le courant
est plus ou moins intense.
Intensité du courant  débit d’électrons dans le circuit
Elle se mesure en ampères (A) grâce à un ampèremètre .
- Dans un circuit ne comportant qu’une seule branche (= qu’un seul « chemin » pour le
courant), l’intensité est forcément la même en tout point du circuit.
Si le circuit comporte un interrupteur ouvert, aucun courant ne circule et l’intensité est
alors nulle en tout point de celui-ci.
Si le circuit comporte une lampe traversée par du courant, l’intensité dans les files est la
même de chaque côté de la lampe. Les électrons se conservant, le même nombre sort et
entre de la lampe.

- Dans un circuit comportant des dérivations, si le courant d’intensité I se partage entre
deux branches alors les intensités I1 et I2 dans les branches sont telles que I = I1 + I2.
Qu’obtient-on en associant plusieurs piles ?
Lorsque l’on doit placer plusieurs piles dans un appareil portatif, la borne + de l’une est toujours
en contact avec la borne – de la suivante. Ainsi reliées, toutes les piles tentent de faire circuler
le courant dans le même sens et leur action s’ajoute.
On dit que les piles sont associées en série (l’une à la suite de l’autre) et en concordance (dans le
même sens).
Exemple :
Les trois piles rondes de 1,5 V associées sont l’équivalence d’une seule pile de tension 4,5 V.
D’ailleurs une vraie pile plate de 4,5 V est formée par l’association en série de trois piles rondes
placées côte à côte dans le même emballage.
Conducteur et isolants.
Placés dans un circuit, certains matériaux laissent circuler les électrons et sont donc traversés
par le courant  ce sont les conducteurs.
C’est le cas pour tous les métaux (cuivre, fer…) ainsi que le graphite (mines de crayons) .
L’eau et le corps humain sont également des conducteurs mais ils opposent une plus grande
résistance que les métaux au passage d’un courant électrique.
D’autres matériaux ne permettent pas au courant de passer, les électrons ne peuvent pas être
mis en mouvement de façon globale  ce sont les isolants.
C’est le cas pour de nombreux matériaux (verre, matières plastiques, bois, céramique, laine…) .
L’air est lui aussi un bon isolant.