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Chapitre II : Circuits électriques, intensité et tensionOBJECTIFS : Nous quittons l’électrostatique. Dorénavant, les charges électriques vont se mouvoir dans des circuits électriques.
L’étudiant doit :
- prendre conscience de ce qu’est un circuit électrique
- comprendre comment se répartissent les courants et les tensions
- savoir quand les récepteurs sont en série ou en parallèle.
II.1. Nature et sens du courant électrique
Partons de deux sphères conductrices identiques A et B. La sphère A, chargée positivement, est au potentiel + VA tandis que la sphère B, chargée négativement est un potentiel - VB.
Si l’on relie les deux sphères par un fil métallique, les électrons libres du conducteur B se dirigent vers le conducteur A où chaque charge + représente l’absence d’un électron. Le potentiel du conducteur B devient donc moins négatif, tandis que l’arrivée des électrons en A, par neutralisation de charges positives, entraîne une diminution du potentiel de A. La différence de potentiel VA - VB diminue jusqu’à ce que le mouvement des électrons cesse. L’ensemble des conducteurs et du fil est devenu équipotentiel.
Ce mouvement des charges électriques dans un fil constitue le courant électrique. Historiquement parlant, on avait choisi le sens inverse du sens des électrons.
Le sens conventionnel du courant va donc de la borne positive vers la borne négative (sens des électriciens) tandis que le sens électronique est inverse. Là où il y a différence de potentiel, il y a énergie et donc possibilité d’un travail. Appliquée aux deux extrémités du fil électrique, l’énergie crée dans le fil une « tension » qui met en mouvement des électrons libres. Cette différence de potentiel ( d.d.p.) est assimilée à la tension qu’elle crée dans le fil. C’est pourquoi, nous écrirons dorénavant VA - VB = UAB.
Si on veut maintenir le courant constant, il faudra maintenir la différence de potentiel (d.d.p.)