Électricité : Différence entre versions

Version du 18 janvier 2023 à 18:16

Un article (fourre-tout et sommaire) sur l'électricité et les notions qui gravitent autour.

Du fait de la parenté très forte entre énergie électrique et travail mécanique. Il est devenu tout à fait naturel d'exprimer la puissance d'une machine électrique en watts, plutôt eg qu'en Newtons-mètres. (Notons quand même que pour certaines machines, leur puissance est parfois exprimée en joules).
D'après F. Vatin, c'est en partie l'inhomogénéité des unités de base de la mécanique (longueurs en mètres, yards, etc), qui fait que l'unité watt s'est imposée.

La quantité de travail (totale) produite par une machine donnée est égale à la puissance de cette machine multipliée par le temps de fonctionnement. C'est une autre manière de retrouver que le travail peut aussi s'exprimer en watt-heures.

Le fournisseur d'électricité exprime la quantité d'électricité qu'il vend en kWh (kilowatts-heure). C'est ainsi qu'est facturée la quantité d'énergie électrique qui entre dans une maison. énergie électrique qui est ensuite convertie de plein de manières : en chaleur dans un four, en lumière dans les lampes, en mouvement mécanique dans un mixer, etc.

L'énergie électrique est intéressante entre autres du fait de cette versatilité, ie du fait de l'infinité d'engins divers disponibles et capables d'exploiter l'électricité pour rendre toute une gamme de services bien utiles.

(NB : pour un abonnement de fourniture d'électricité, le fournisseur d'électricité indique aussi la puissance maximale souscrite).

• https://fr.wikipedia.org/wiki/Kilowatt-heure

Voltage, Ampères

Le volt est l'unité qui sert à mesurer la tension d'un courant.
Le volt n'a pas l'honneur d'être une unité de base du SI, il est une unité dérivée des unités de base kg, mètre, seconde et ampère.

L'ampère est l'unité qui sert à mesurer l'intensité d'un courant.
L'ampère est une des 7 unités de base du Système International (toutes les nombreuses autres unités sont juste des dérivées/combinaisons de ces 7 unités de base).
L'intensité d'un courant, c'est la "largeur" de ce courant, "largeur" qui dépend directement de la facilité offerte (ou non) au courant pour circuler dans son circuit, càd en fait de la résistance/résistivité du circuit.

étant donné une source d'électricité (secteur, pile ou autre) qui délivre une tension V. Quand on alimente une machine de puissance P (fonctionnant avec cette tension V), cette machine va être traversée par un courant de tension V et d'intensité P/V.

L'énergie électrique est l'une des formes que peut prendre l'énergie.

Quand on multiplie des volts par des ampères

Résistance

Si on connecte maladroitement, les 2 bornes d'une pile par un fil de cuivre de forte section (ie résistance quasi-nulle), le courant va pouvoir circuler très facilement, ie s'écouler très rapidement. On va donc avoir une intensité élevée (et un fil qui peut chauffer jusqu'à fusion) et une pile qui va se vider très vite. On peut dire que R ~= 0 => A grand.
Si on ne connecte pas les bornes d'une pile, ou qu'on connecte les bornes avec un matériau non conducteur (ie connexion avec une résistance infinie), aucun courant ne va circuler. On aura une intensité de courant nulle. Et la pile ne va pas se vider. On peut dire que R grand => A ~= 0
Ces 2 exemples limites, illustrent bien que, dans un système électrique, résistance R et intensité A varient (logiquement) inversement. En pratique, on définit la résistance comme R = V/A. Ce qui correspond bien à cette relation inverse entre R et A, et donne en plus une valeur pertinente à la résistance.

Piles

Dans les spécifications d'une pile, ne figure que le voltage et la capacité (en mAh).
Le voltage est en général indiqué explicitement.
La capacité de la pile est indiquée implicitement par son format -> https://www.fournisseurs-electricite.com/guides/conseils/choisir-format-piles-batteries

Il n'y a pas d'ampérage indiqué sur une pile, car :

• ce n'est pas la pile qui fixe l'ampérage délivré, mais la nature du circuit dans lequel est exploité la pile,
• chaque pile (et cela dépend de sa chimie interne) est capable de délivrer du courant dans une plage d'ampérage

1 Ah indique en théorie que l’on peut tirer 1 ampère de courant pendant une heure, ou 0,1 A pendant 10 heures, ou 0,01 A (aussi connu comme 10 mA) pendant 100 heures.

• https://fr.wikipedia.org/wiki/Format_des_piles_et_accumulateurs_électriques
• https://www.pile.fr/parlons/capacite-puissance

Liens externes

• http://seaus.free.fr/spip.php?article324 Histoire des unités éléctriques

• Une analogie très parlante, et pertinente, est l'analogie electricité/eau. Voir eg http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/electricite_enfants.htm très bonne BD sur le sujet