Courant électrique
Pour comprendre le courant électrique, il est utile d’utiliser une analogie. On peut comparer un courant électrique à un courant d’eau.
On mesure un courant d’eau selon la quantité d’eau qui passe à chaque seconde. Plus il y a d’eau qui passe par seconde, plus il y a de courant, . Quelle est l’unité de mesure de la quantité d’eau? On pourrait compter la quantité d’eau en gouttes d’eau, mais ce ne serait pas pratique. À la place, on utilise des paquets d’une grande quantité de gouttes d’eau. le litre par exemple ou mieux encore, le mètre cube. On pourra mesurer un courant d’eau en mesurant le nombre de mètres cube d’eau qui y passe à chaque seconde. Un courant avec 300 m³ d’eau par seconde sera plus fort qu’un courant de 200 m³ d’eau par seconde.
On mesure un courant d’eau selon la quantité d’eau qui passe à chaque seconde. Plus il y a d’eau qui passe par seconde, plus il y a de courant, . Quelle est l’unité de mesure de la quantité d’eau? On pourrait compter la quantité d’eau en gouttes d’eau, mais ce ne serait pas pratique. À la place, on utilise des paquets d’une grande quantité de gouttes d’eau. le litre par exemple ou mieux encore, le mètre cube. On pourra mesurer un courant d’eau en mesurant le nombre de mètres cube d’eau qui y passe à chaque seconde. Un courant avec 300 m³ d’eau par seconde sera plus fort qu’un courant de 200 m³ d’eau par seconde.
Le courant électrique mesure la quantité d’électrons qui passent dans un conducteur à chaque seconde.
Comme il ne serait pas pratique (et probablement impossible) de compter chaque électron dans le courant, on regroupe les électrons en paquets de 6,24 X 10 18 électrons ou un coulomb (1C).
Nous avons donc les quantités suivante:>
- Le courant (I) mesuré en ampères (A)
- La charge (Q) mesurée en coulombs (C)
- Le temps (t) mesuré en secondes (s)
et l'ampère est donc
Problèmes
1) Quel courant est produit par une charge de 45 C en 5 secondes?
étape 1 : faire ressortir les données
Quel courant est produit par une charge de 45 C en 5 secondes ?
étape 2 : poser l’équation
1) Quel courant est produit par une charge de 45 C en 5 secondes?
étape 1 : faire ressortir les données
Quel courant est produit par une charge de 45 C en 5 secondes ?
- Courant (I) = ce que je cherche
- Charge (Q) = 45 C
- Temps (t) = 5 secondes
étape 2 : poser l’équation
étape 3 : substituer les valeurs dans l’équation
étape 4 : résoudre l’équation
2) Un ampèremètre mesure un courant de 12 ampères en 30 secondes. Quelle est la charge?
étape 1 : faire ressortir les données
(ampèremètre : instrument servant à mesurer le courant)
étape 2 : poser l’équation
étape 1 : faire ressortir les données
(ampèremètre : instrument servant à mesurer le courant)
- Courant (I) = 12 A ou 12 C/s
- Charge (Q) = inconnue, c’est ce que je cherche
- Temps (t) = 30 secondes
étape 2 : poser l’équation
On cherche la charge. On isole Q dans l'équation :
étape 3 : substituer les valeurs dans l’équation
étape 4 : résoudre l’équation
3) Combien de temps faut-il à une charge de 25 C pour produire un courant de 100 ampères?
étape 1 : faire ressortir les données
étape 2 : poser l’équation
étape 1 : faire ressortir les données
- Courant (I) = 100 A ou 100 C/s
- Charge (Q) = 25 C
- Temps (t) = inconnu, c’est ce que je cherche
étape 2 : poser l’équation
Isoler t dans l'équation
étape 3 : substituer les valeurs dans l’équation
étape 4 : résoudre l'équation
Nous connaissons maintenant trois équations pour résoudre les problèmes qui incluent le courant, la charge et le temps :
Courant continu et courant alernatif
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Mais quelle est la différence entre le courant continu et le courant alternatif? La différence se trouve dans le comportement des charges dans les conducteurs. En courant continu, les charges se déplacent dans un circuit à la manière d'automobiles sur un circuit de course : elles se déplacent toujours dans le même sens. Au contraire, dans le courant alternatif, les charges se déplacent dans un aller-retour constant. Dans les réseaux électriques que nous utilisons, la fréquence de ces aller-retour est de 60Hz (60 hertz), ce qui signifie que les électrons (les charges) font 60 aller-retours à chaque seconde, ou changent de direction 120 fois par seconde.
Dans l'atome Poussés par une force (par exemple, la force électromagnétique d'un aimant), les électrons quittent l'orbite d'un atome, puis passent à l'atome suivant. La suite dépend si le courant est continu ou alternatif.
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RessourcesVidéo illustrant le courant alternatif :
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