Electricite chapitre 1

Pages: 6 (1322 mots) Publié le: 4 janvier 2011
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Chapitre 1 Introduction à l’électrocinétique ; lois générales
Introduction historique (non rédigée)

1.1. Les phénomènes de conduction
1.1.1. La conduction électrique

La conduction électrique est un déplacement de charges. Historiquement, on ne savait pas si les charges mobiles étaient positives ou négatives. Le sens du courant a été choisi comme étant le sens de déplacement descharges positives. En réalité, dans un conducteur métallique (type …l de cuivre par exemple), ce sont des électrons qui se déplacent : le sens de déplacement des charges (électrons) est donc inverse au sens conventionnel du courant. Di¤érents types de conducteurs rencontrés : - les métaux : formés d’atomes comportant un ou plusieurs électrons libres qui se déplacent ; - les liquides : certains liquidesne sont pas conducteurs (s’ils ne contiennent pas d’ions, comme l’eau pure), et d’autres le sont (ions + dans le sens de i ; ions - dans le sens inverse).

1.1.2.
1.1.2.1.

Le courant électrique
L’intensité

L’intensité I d’un courant à travers une surface S est égale à la quantité de charge traversant S par unité de temps (on peut donc parler de débit de charges). Si pendant un courtinstant dt, la charge dq traverse la section S (qui peut-être la section du …l électrique considéré) : dq : dt Les unités de I sont donc : Coulomb par mètre appelé aussi Ampère (noté A ; 1A = 1C=m) I= Exemple 1 Un courant continu d’intensité I = 1mA parcourt un …l électrique de 1; 5mm2 de section. Combien d’électrons n traversent une section du …l par seconde ? I = dq=dt constante, donc I = Q=¢t =(ne)=¢t soit n = (i¢t)=e = 6:1015 électrons=s. 1.1.2.2. Le vecteur densité de courant ¡ ! Le vecteur densité de courant (noté j ) est le vecteur qui a :
23 novembre 2003

L. Menguy, Lycée Montesquieu, Le Mans

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Chapitre 1

Introduction à l’électrocinétique ; lois générales

- comme norme, le courant traversant une unité de surface ; - la direction du déplacement des charges mobiles ; -le même sens que celui du courant électrique I. Le courant I est donc le ‡ux de j à travers la section S ; pour une courant uniforme, il vient : ° ° ! °¡ ° I = ° j ° S:

S

I

eej e-

Fig.1.1.

- charge Q : Coulomb ¡ (C) ¢ - courant I : Ampère C:s¡1 ¡A = ¡2 ¢ - densité j : A:m Notons que la charge d’un électron est 1; 6:10¡19 C. Remarque 1.1 La charge électrique se conserve. C’est unegrandeur fondamentale de la physique : elle ne peut être ni créée, ni disparaître.

Unités :

1.1.3.

La tension électrique

En chaque point X d’un circuit électrique dans lequel circule un courant, on peut associer une grandeur réelle, le potentiel (noté VX ), dé…ni à une constante additive près (la même constante pour tout le circuit). On appelle tension UAB entre deux point A et B d’uncircuit, la di¤érence de potentiel entre ces deux points : UAB = VA ¡ VB Cette di¤érence de potentiel est représentée par une ‡èche sur le schéma électrique (voir …gure 1.2). Le sens de la ‡èche dé…nit aussi le signe : la di¤érence de potentiel est le potentiel de la pointe de la ‡èche moins celui de la base de celle-ci. Remarque 1.2 La di¤érence de potentiel est une grandeur algébrique ; ilconvient donc d’être vigilant sur les signes : UAB = ¡UBA ! D’autre part, la di¤érence de potentiel est additive :
23 novembre 2003 L. Menguy, Lycée Montesquieu, Le Mans

Section 1.2

Lois générales dans le cadre de l’approximation quasi-stationnaire

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A

B

U AB =V A -V B

Fig.1.2.

A

B

C

UAB

UB C

U AC

Fig.1.3.

UAC UAC

= VA ¡ VC = VA ¡ VB + VB ¡ VC = UAB +UBC :

1.1.4.

L’approximation des régimes quasi-stationnaires

Paragraphe traité en cours.

1.2. Lois générales dans le cadre de l’approximation quasi-stationnaire
1.2.1. Les dipôles

Un dipôle est un composant électrique qui est relié à l’extérieur (au reste du circuit) par deux bornes (ou connexions). Ce dipôle est traversé par un courant I, et possède une tension à ses bornes notée...
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