Chapitre 19 • Électricité
C’est désormais une source d’énergie familière à tous et quasiment indispensable, au
cœur du développement de nos sociétés et qui constitue une des solutions d’avenir aux
problèmes environnementaux (pollution et épuisement des énergies fossiles) dont l’intérêt croissant pour les voitures électriques, les éoliennes ou autres panneaux solaires est
la preuve. De la même manière, le développement de l’électronique et de l’informatique
promet un bel avenir au secteur de l’électricité.
Il n’existe pas de source naturelle d’électricité. Pour obtenir de l’énergie électrique, il
est nécessaire de convertir une autre forme d’énergie au moyen d’un convertisseur. Ainsi
un générateur d’énergie électrique ne crée pas d’énergie mais effectue la conversion
d’une forme d’énergie sous forme électrique. Par exemple :
• la pile à combustible convertit de l’énergie chimique ;
• l’alternateur convertit de l’énergie mécanique ;
• la cellule photovoltaïque convertit de l’énergie rayonnante.
19.1.2 Applications
L’électricité présente de nombreux avantages qui l’ont rendue prépondérante dans toutes
les technologies modernes. Parmi ces avantages, citons :
• son faible coût de production ;
• la facilité avec laquelle elle se transporte sur de longues distances ;
• la facilité avec laquelle on peut la moduler au moyen de composants électroniques
notamment.
On peut distinguer deux grands types d’applications : celles pour laquelle l’électricité
est un vecteur d’énergie (force motrice, chauffage, éclairage...) où la forme des signaux
électriques a peu d’importance et celles pour laquelle l’électricité est un vecteur d’information (communication électronique...) où la forme d’onde des signaux est primordiale
car elle porte l’information.
Dans tout les cas, l’électricité n’est qu’un support, destinée à être convertie par un
objet technologique pour être utile : l’ampoule électrique nous éclaire, la télévision
affiche les images qu’elle réceptionne sur son câble d’antenne.
19.2 GRANDEURS ÉLECTRIQUES FONDAMENTALES
19.2.1 La charge électrique
Les charges électriques sont à l’origine des phénomènes électriques (courant, tension,
force). La charge électrique notée q a pour unité le coulomb (C).
L’expérience a mis en évidence l’existence d’une charge élémentaire indivisible qui
a pour valeur e ≈ 1,6 × 10
−19 C (il n’a pas encore été observé de charge plus petite).
Toute charge q, positive ou négative, est donc un multiple de cette charge élémentaire.
Les charges de signe opposé s’attirent alors que celles de même signe se repoussent.
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“Gautron_9782100543007” (Col. : ScienceSup3-193x250) — 2010/6/15 — 17:13 — page 382 — #392
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C’est désormais une source d’énergie familière à tous et quasiment indispensable, au
cœur du développement de nos sociétés et qui constitue une des solutions d’avenir aux
problèmes environnementaux (pollution et épuisement des énergies fossiles) dont l’intérêt croissant pour les voitures électriques, les éoliennes ou autres panneaux solaires est
la preuve. De la même manière, le développement de l’électronique et de l’informatique
promet un bel avenir au secteur de l’électricité.
Il n’existe pas de source naturelle d’électricité. Pour obtenir de l’énergie électrique, il
est nécessaire de convertir une autre forme d’énergie au moyen d’un convertisseur. Ainsi
un générateur d’énergie électrique ne crée pas d’énergie mais effectue la conversion
d’une forme d’énergie sous forme électrique. Par exemple :
• la pile à combustible convertit de l’énergie chimique ;
• l’alternateur convertit de l’énergie mécanique ;
• la cellule photovoltaïque convertit de l’énergie rayonnante.
19.1.2 Applications
L’électricité présente de nombreux avantages qui l’ont rendue prépondérante dans toutes
les technologies modernes. Parmi ces avantages, citons :
• son faible coût de production ;
• la facilité avec laquelle elle se transporte sur de longues distances ;
• la facilité avec laquelle on peut la moduler au moyen de composants électroniques
notamment.
On peut distinguer deux grands types d’applications : celles pour laquelle l’électricité
est un vecteur d’énergie (force motrice, chauffage, éclairage...) où la forme des signaux
électriques a peu d’importance et celles pour laquelle l’électricité est un vecteur d’information (communication électronique...) où la forme d’onde des signaux est primordiale
car elle porte l’information.
Dans tout les cas, l’électricité n’est qu’un support, destinée à être convertie par un
objet technologique pour être utile : l’ampoule électrique nous éclaire, la télévision
affiche les images qu’elle réceptionne sur son câble d’antenne.
19.2 GRANDEURS ÉLECTRIQUES FONDAMENTALES
19.2.1 La charge électrique
Les charges électriques sont à l’origine des phénomènes électriques (courant, tension,
force). La charge électrique notée q a pour unité le coulomb (C).
L’expérience a mis en évidence l’existence d’une charge élémentaire indivisible qui
a pour valeur e ≈ 1,6 × 10
−19 C (il n’a pas encore été observé de charge plus petite).
Toute charge q, positive ou négative, est donc un multiple de cette charge élémentaire.
Les charges de signe opposé s’attirent alors que celles de même signe se repoussent.
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