Electricité au collège La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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La petite histoire  Up Page Les premières expériences Certains phénomènes électriques intriguèrent déjà les anciens Grecs. L'existence de l'électricité est connue depuis très longtemps, puisque Platon parle dans le dialogue du Timée, de l'attraction de l'ambre. Thalès de Milet (640-550), mathématicien, physicien et astronome grec en fit l'expérience. On commençait par frotter un morceau d'ambre (sorte de résine fossile que les Grecs nommaient elektron). Puis on frottait des plumes d'oiseau (ou des fils métalliques) avec un morceau de fourrure (peau de chat). On était alors capable d'attirer les plumes d'oiseau (ou encore des morceaux de paille) grâce à l'ambre. On nomme se phénomène l'électricité statique.

Comprendre simplement  Up Page Analogie eau et électricité L'électricité est souvent associé par analogie à l'eau, puisque cette belle analogie permet de bien comprendre cette notion qui n'est pas si facile à dompter. Il y a en électricité, trois grandeurs caractéristiques. La tension (ou différence de potentiel), le courant (ou intensité) et pour finir la résistance. La tension correspond pour l'eau à l'altitude (ou différence de hauteur), le courant au débit de l'eau (d'ou courant) et la résistance à la difficulté que le courant rencontre pour ce mouvoir. Comme il fallait leur donner des unités, celles-ci portèrent le nom de leur découvreur: Volt pour la tension [Alessandro Volta (1745-1827)], Ampère pour l'intensité [André Marie Ampère (1775-1836)] et Ohm pour la résistance [Georg Simon Ohm (1780-1854)].   Naissance de l'électricité C'est par référence à l'ambre jaune (elektron en grec) que fut créé le mot, ou plutôt celui de "vertu électrique", vis electrica, employé pour la première fois par William Gilbert (1544-1603), médecin de la reine Elisabeth d'Angleterre. On connaissait aussi déjà à cette époque la propriété de certains poissons d'infliger des décharges. Il faut attendre la fin du 17ième siècle pour que les physiciens commencent à explorer scientifiquement cette nouvelle partie de la physique que nous appelons aujourd'hui électrostatique.   Sens du courant et électron Au 17ième siècle, les physiciens ne pouvaient que suggérer des notions, sans en apporter la preuve de leur existence. On a supposé, à cette époque, que l'elektron (ou ambre jaune) devait correspondre à une matière qui se balader d'un objet à un autre. Cette particule _l'électron_ ne sera découverte qu'au 19ième siècle [sir Joseph John Thomson (1856-1940)]. Comme il a fallut choisir un sens pour le courant, sans que l'observation au microscope fusse possible, Ampère définit un sens arbitraire (ou conventionnel) du courant. Le sens du (+) vers le (-) fut établi comme étant le sens conventionnel. Par analogie avec l'eau: du point le (+) haut vers le point le (-) haut.

Domaines de présence  Up Page Tension alternative et continue De même qu'un cours d'eau plat voit son débit rester constant, et qu'un autre jalonnant sur une montagne entre cascade et du plat, voit son débit varier, il faut se dire qu'il en va de même pour la tension (et le courant). On dit que l'électricité générée par une pile, par exemple, est du courant continu (CC), du fait que les électrons se déplacent continuellement dans la même direction. Cependant, la plupart des réseaux électriques du monde sont des réseaux à courant alternatif (CA).   Canons à électrons Sir Joseph John Thomson (1856-1940) est à l'origine de la découverte de l'électron (1898) par ses expérimentations sur les flux (écoulement, mouvement) de particules _électrons_ créés par des rayons cathodiques. Les rayons cathodiques ou rayons d'électrons sont produits à l'intérieur d'une chambre à vide, organe dans lequel le vide a été créé. Pour se déplacer les électrons ont besoin d'une différence de potentiel. Aux noms de (+) et (-), nous leur préférons les terme de "anode" pour le (+) et "cathode" pour le (-). Ce tube cathodique envoie donc un canon d'électrons sur un écran, qui pour être dévié dans les quatre direction de l'espace, doit être commandé par quatre bobines. Je rappelle que le terme de tube cathodique est le véritable nom de votre écran de télévision. Epoustouflant ? Mais vous n'avez encore rien vu! L'oscilloscope en est son précurseur.   Oscilloscope La ligne dessinée sur un écran d'oscilloscope correspond à un "pinceau d'électrons". Je préfère quant à moi le terme de faisceau d'électrons. Si l'on veut concrètement visualiser la notion du temps et celle de tension (ou tout autre paramètre) sur un écran, il nous faut utiliser judicieusement le repère cartésien. Arbitrairement, on a fixé le sens horizontal comme étant l'axe du temps, l'axe vertical comme étant la valeur de la tension (ou de la variable mesurée).   Créer un courant alternatif "C'est bien beau tout ça, mais comment on crée un courant alternatif ?" Quand on fait tourner un aimant autour d'une bobine, ça fait du courant alternatif. Cette tension est alternative car les deux bobines sont alternativement soumises au champ magnétique du pôle Nord et du pôle sud de l'aimant.   Avec ce genre de montage, nous produisons une tension alternative sinusoïdale. Les centrales de production d'énergie électrique sont équipées de génératrices qui fonctionnent selon le même principe, mais les générateurs sont de taille plus importante et ils sont appelés alternateurs. Ces sont les alternateurs qui produisent la tension présente aux prises électriques. La dynamo d'un vélo fonctionne suivant le même procédé.   Dans les centrales électriques, les alternateurs sont reliés mécaniquement à des turbines. Dans le cas de centrales hydrauliques, les turbines sont entraînées par l'eau accumulée par des barrages dans des lacs artificiels, ou par l'eau des rivières. Dans les centrales thermiques, les turbines sont entraînées par la vapeur.   Pour bien comprendre comment un courant peut admettre des valeurs nulles, ainsi que des valeurs négatives, imaginez les ondes (ou vagues) qui se dessinent sur un lac. L'onde passe par un maximum, ensuite par sa valeur de repos, pour au final passer par une valeur minimale, en dessous du zéro.   Fonctionnement d’un alternateur Un aimant permanent appelé rotor tourne au centre d'une carcasse. Dans cette carcasse est logée une bobine appelée stator. Par le passage de l'aimant près de la bobine, une tension de forme sinusoïdale est produite. Dans les centrales, l'aimant est remplacé par un électroaimant pour obtenir une puissance supérieure. Cette figure de droite, montre la forme de tension présente aux bornes de la bobine en fonction de la position du rotor.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page Puissance électrique La puissance électrique d'un appareil est l'énergie consommée par cet appareil par unité de temps (en une seconde). La puissance s'exprime en watts (symbole W). L'énergie électrique consommée par un appareil = puissance de l'appareil (en watt) x temps d'utilisation (en secondes). On exprime l'énergie électrique aussi en watt-heure (symbole Wh). Une lampe de 60 watt consomme, pendant une heure, une énergie de 60 Wh et pendant 24 h une énergie de 60x24 Wh = 1440Wh. EDF détermine l'énergie consommée en kWh (kilo-watt-heure). 1 kilo-watt-heure=1000 Watt-heure. Par exemple si EDF facture 0,80 F (0,12euros) par kWh alors une ampoule de 60W allumée pendant 24h sera facturée: 1,440 x 0,80 = 1,15 F (0,17euros). Un convecteur électrique (chauffage) de puissance 1000 W sous tension pendant 24h sera facturé 19 F 20c ...et ça fait combien en euros?

Les références  Up Page Réseau Pepe Source   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les "trois pôles d'intérêts", en psychologie)_ c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

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