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MODULE 4
Électricité
Courant électrique
• C’est la circulation de
charges électriques
négatives (électrons) à
l’intérieur d’un conducteur
• Le courant est défini
comme étant la mesure de
la charge qui passe par
unité de temps.
I = q I : courant (A)
t q : charge (C)
t : temps (s)
• Le courant peut être mesuré
avec un ampèremètre.
• L’ampèremètre
doit être
branché en
série dans
un circuit.
• Le sens conventionnel du
courant est du + au -
Sens du courant
Exemples
1) Combien d’électrons
circulent dans un circuit
pendant 1 h si le courant est
de 5 A ?
2) Quelle intensité de courant
traverse un séchoir à cheveux
si une charge de 1400 C y
passe en 2,5 minutes ?
3) Ton éclairage nocturne
emploie une ampoule de 7 W
traversée par un courant
d’environ 6,0 x 10
-2
A.
Combien de charges passent
dans cette ampoule en 8
heures ? Combien
d’électrons ont traversés
cette ampoule ?
Devoir
• Page 548 # 2 et 3

Symboles - circuits
• source de courant
• conducteur
• interrupteur
• ampoule
• résistance
• ampèremètre
• voltmètre
• voir autres symboles P. 547
A
V
Potentiel électrique
• La différence de potentiel
électrique ou tension est défini
par les formules suivantes :
V = E ou V = W
q q
• Le potentiel électrique peut
être mesuré avec un
voltmètre.
• Le voltmètre doit être
branché en parallèle dans
un circuit.
Énergie
• L’énergie transférée par débit
de charge est :
E = VIt
Exemples
1) Quelle est la différence
de potentiel aux bornes
d’un climatiseur si une
charge de 72 C transfère
8,5 x 103J au ventilateur
et au compresseur ?
2) Un choc électrostatique
entre deux élèves transfère
1,5 x 101J d’énergie
électrique à travers une
différence de potentiel de
500 V. Quelle est la
quantité de charges
transférée dans l’étincelle ?

3) Une pile (AA) de 1,5 V
fait fonctionner un lecteur
MP3 portatif traversé par
un courant de 5,7 x 10-3
A pendant environ six
heures avant de s’épuiser.
Quelle quantité d’énergie
la pile transmet-elle ?
4) Une cafetière est traversée
par un courant d’environ 5 A
pendant 270 secondes et
consomme ainsi 1,6 x 10
5
J
d’énergie. Quelle est la
différence de potentiel aux
bornes de la cafetière ?
Loi d’Ohm
• Le courant produit dans un
circuit est directement
proportionnel au voltage et
inversement proportionnel à la
résistance.
I = V I : courant (A)
R V : voltage (V)
R : résistance (Ω)
Exemples
1) L’élément de cuisson d’une
cuisinière électrique est
branché à une alimentation
de 220 V et possède une
résistance connue de
19,8Ω. Quelle intensité de
courant traversera cet
élément ?
2) Quelle est la résistance
d’un séchoir à cheveux
de 1200 W traversé par un
courant d’environ 10 A
dans un circuit de 120 V ?
3)Une ponceuse à courroie est conçue
pour un courant d’environ 11 A dans
un circuit de 120 V a été
accidentellement branchée dans une
prise de 240 V. Elle a fonctionné
environ cinq secondes pour
finalement griller. Quelle est la
résistance de la ponceuse ? Quelle
intensité de courant a traversé la
ponceuse dans le circuit de 240 V ?
Devoir
• Page552 # 3 et 4
• Page575 # 9 à 25
Facteurs qui influencent la
résistance
• Longueur
– plus le conducteur est long,
plus la résistance est élevée
• Aire (section transversale)
– plus la surface est grande,
moins il y a de résistance
=
2
1
2
1
L
L
R
R
=
1
2
2
1
A
A
R
R
• Type de matériau
– certains matériaux sont de
meilleurs conducteurs que d’autres
• Température
– la résistance d’un fil conducteur
augmente avec une augmentation
de la température chez la plupart
des matériaux.
ρ
ρ
=
2
1
2
1
R
R

• En unissant tous les facteurs qui
influencent la résistance d’un
conducteur, tu obtiens l’équation
suivante :
R = résistance (Ω)
ρ= résistivité (Ω▪m)
L = longueur (m)
A = section transversale (m
2
)
A
L
R
ρ
=
Exemples
1) Un fil d’aluminium d’une
longueur de 200 m a une
résistance de 1,7 Ω.
Quelle est la résistance
d’un bout de 50 m de ce fil
?
2) Quelle est la résistance
d’un fil de cuivre de 1 m de
longueur dont la section
transversale est 3,24 x
10
-9
m
2
?
(ρ= 1.7 x 10
-8
Ω
▪
m)
Circuits en parallèle et en
série
•Série
•Parallèle
Branchement en série
•R
T
= R
1
+ R
2
+ R
3
+ …
•I
T
= I
1
= I
2
= I
3
= …
•V
T
= V
1
+ V
2
+ V
3
+ …
Exemple
•Détermine R
T
, I
T
, I
1
, I
2
,
I
3
, V
T
, V
1
, V
2
et V
3
.
120 V
20 Ω
20 Ω
20 Ω
Branchement en parallèle
•1 = 1 + 1 + 1 + …
R
T
R
1
R
2
R
3
•I
T
= I
1
+ I
2
+ I
3
+ …
•V
T
= V
1
= V
2
= V
3
= …
Exemple
•Détermine R
T
, I
T
, I
1
, I
2
,
I
3
, V
T
, V
1
, V
2
et V
3
.
20 Ω
120 V
20 Ω
20 Ω
Exemples
•Détermine R
T
, I
T
, I
1
, I
2
,
I
3
, V
T
, V
1
, V
2
et V
3
.
a) b)
2 Ω
12 V
3 Ω
6 Ω
6 V
3 Ω
1 Ω
2 Ω

Exemples
•Détermine I
3
et V
2
.
a) b)
30 V
100 V
I
T
= 10 A
I
1
= 10 A
V
1
= 30 V
I
2
= 10 A
V
2
= ?
I
3
= ?
V
3
= 30 V
I
1
= 3 A
V
1
= 30 V
I
T
= 9 A
I
2
= 3 A
V
2
= ?
I
3
= ?
V
3
= 30 V
Devoir…
•Page 563 # 1 à 4
•Page 567 # 1
•Page 576 #29 à 35
Puissance électrique
•La puissance (P) en watts est
l’énergie fournie par unité de
temps.
P = E ou P = VI
t
Exemples
a) Quelle est la puissance
maximale pouvant être
débitée du circuit d’une
maison moyenne de 120 V
muni d’un disjoncteur (ou
d’un fusible de 15 A) ?
b) Calcule la puissance d’un
amplificateur stéréo s’il est
branché à une prise standard
de 120 V et si sa résistance
est de 120 Ω.
c) Quelle quantité de puissance
est dissipée dans un circuit
ayant une résistance de 15 Ω
traversée par un courant de
10 A ?
d) Calcule l’énergie et la
puissance du circuit suivant.
110 V
20 Ω
t = 2 h
Devoir…
•Page 569 # 1, 2 et 3
•Page 578 # 36, 37 et 38
Coût de l’électricité
•0 – 1300 kW : 9,04 ¢/kW·h
•>
>>
>1300 kW : 7,16 ¢/kW·h
•Le calcul du coût de l’électricité
peut être résumé comme suit :
Coût = P (en kW) x temps (h) x
taux (coût/kW·h)