Cours1 elect 2015deux

Plusieurs courants passe à travers ces fils enchevêtrés. Qu’est-ce donc un courant électrique et quelle est sa nature ?

CHAPITRE

❽

LE COURANT ELECTRIQUE CONTINU

OBJECTIFS  Connaitre la nature du courant électrique  Mesurer l’intensité du courant électrique  Connaitre et appliquer la loi des nœuds

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

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PHYSIQUE

COURS

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Le courant électrique 1.1. Électrisation par frottement Électriser un corps solide par frottement revient à lui apporter ou lui retirer des électrons en le frottant par un autre corps.

1.2. Porteurs de charges

Doc.1 en frottant un tube en PVC, il s’électrise en captant des électrons négatifs

Les porteurs de charges sont de deux types : -

Les porteurs de charges négatives

-

Les porteurs de charges positives Les porteurs de charges du même signe se repoussent, et les porteurs de charges de signes opposés s’attirent

1.3. Sens conventionnel du courant électrique

Doc.2 les cheveux de cette fille se redresse suite à son électrisation

Dans un circuit, le courant électrique circule à l’extérieur d’un générateur du pole + vers le pole -

1.4. Le courant électrique dans les électrolytes

Doc.3. sens conventionnel du courant électrique

Dans une électrolyte, le courant électrique est un déplacement simultané des cations dans le sens conventionnel du courant, et des anions dans le sens contraire au sens conventionnel.

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

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PHYSIQUE

COURS

1.5. Le courant électrique dans les métaux Dans les conducteurs métalliques, le courant électrique est un déplacement des électrons dans le sens contraire du sens conventionnel

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L’intensité du courant électrique 2.1. Quantité d’électricité Retenir

La quantité d’électricité est la quantité de charges électriques déplacée par les électrons. Elle est notée Q :

Q = |q| = N.α.e α : le nombre de charges élémentaires N : le nombre de porteurs de charges e : la charge élémentaire = 1,6.10-19 C Q s’exprime en Coulomb (C).

Exemple

Au cours de l’électrolyse d’une solution de sulfate de cuivre II, soient Np le nombre de cations (Cu2+) et Nn (SO2-4) le nombre d’anions qui passe au travers d’une section donnée (S) de l’électrolyseur. Quel est la quantité d’électricité ayant passé au travers de (S) ?

Réponse :

qp =+2e : charge de l’ion cuivre II qn = -2e : charge de l’ion sulfate la quantité d’électricité Q qui a traversé la section (S) :

Q = Np.|qp|+Nn.|qn|

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

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PHYSIQUE

COURS Remarque

Quantité d’électricité et charge électrique La quantité d’électricité a été introduite pour mesurer le « trafic » des charges électriques. Dans son expression, la nature des porteurs des charges n’apparait pas.

La charge électrique, elle, est une grandeur algébrique, positive ou négative selon la nature des porteurs des charges.

2.1. L’intensité du courant électrique continu L’intensité d’un courant électrique continu est la quantité d’électricité qui passe au travers d’une section donnée de conducteur pendant l’unité de temps :

I

Q Ne  t t

Q s’exprime en coulomb (C),

Remarque

La relation

t en seconde (s) et

I en ampère (A).

Q  I .t permet de définir une autre unité de la

quantité d’électricité appelée l’ampèreheure (Ah). Ah représente la quantité d’électricité qui passe à travers la section d’un circuit électrique parcouru par courant d’intensité

I

pendant une heure :

1Ah  3600 C

2.2. Mesure de l’intensité d’un courant électrique L’ampèremètre est l’appareil servant à mesurer les intensités de courant électrique. L’ampèremètre se branche en série dans un circuit. Il ne se branche jamais seul aux bornes d’un générateur. Un ampèremètre possède souvent plusieurs calibres pour étendre son domaine d’utilisation

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

Doc.4. ampèremètre à aiguille possédant plusieurs calibres

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PHYSIQUE

COURS 2.2.1. Ampèremètre à aiguille Pour une intensité de courant électrique à l’aide d’un ampèremètre à aiguille ayant plusieurs calibres, on utilise la relation suivante :

I

Cn n0

n : la déviation de l’aiguille n0 : le nombre de graduations du cadran C : le calibre utilisé

Exemple

Remarque

Calculer l’intensité du courant électrique mesuré par l’ampèremètre ci-dessous, sachant que le calibre utilisé est C=100mA

Le calibre est l’intensité du courant indiquée par l’ampèremètre quand son aiguille s’arrête sur la dernière graduation.

L’incertitude absolue : La mesure de l’intensité du courant électrique s’accompagne toujours d’une incertitude (erreur) du à l’appareil et à la lecture de l’intensité (erreur du parallaxe). L’incertitude dépend de la classe de l’appareil, il se calcule en utilisant la relation :

I 

C  classe 100

La valeur de l’intensité s’écrit donc sous la forme :

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

( I  I )

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PHYSIQUE

COURS L’incertitude relative L’incertitude relative définie la précision de l’ampèremètre, elle se calcule par la relation :

I I

Plus l’incertitude relative est petite, plus l’appareil est précis

2.2.2. Ampèremètre digital L’ampèremètre digital possède des calibres différents et permet d’afficher directement l’intensité mesurée.

3

Doc.5 ampèremètre digital

Intensité du courant dans un circuit

3.1. Circuit série L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit série.

3.2. Circuit dérivé 3.2. Circuit dérivé Loi des nœuds : L’intensité du courant principal est égale à la somme des intensités des courants dérivés :

I  I1  I 2  I 3  ......I n

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

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PHYSIQUE