Électrocinétique: Intensité, Tension et Résistance

Définitions en Électrocinétique

• L'intensité du courant électrique est la quantité de charges par unité de temps, mesurée en ampères (A), et notée I.
• Le sens conventionnel du courant va de la borne positive (+) à la borne négative (-).
• Le sens réel du courant est le déplacement des électrons, allant de la borne négative (-) vers la borne positive (+).
• Un ampèremètre mesure l'intensité du courant, branché en série, en coulomb par seconde, unité SI appelée l'Ampère.
• Un voltmètre mesure la tension électrique.
• Un ohmmètre mesure la résistance électrique, notée [R] en Ohms, et calculée par la formule U = R x I.
• La résistivité (ρ) est la capacité d'un matériau à résister au passage du courant et dépend de la température.
• Un supraconducteur est un matériau dont la résistance électrique s'annule à une certaine température, généralement en dessous de -100°C ou proche du zéro absolu.
• L'effet Joule est l'énergie thermique dégagée par une résistance électrique traversée par un courant électrique, calculée par P = RI².
• Un fusible est un dispositif de sécurité qui fond en cas de surintensité de courant.
• Un disjoncteur différentiel est un dispositif de sécurité comparant l'intensité des courants entrants et sortants; en cas de fuite de courant vers la terre, il coupe le circuit.
• La force électromotrice (ε) est la tension idéale d'un générateur, mesurée en volts (V), tandis que la tension réelle de sortie est plus petite à cause de la force contre-électromotrice.

Formules Utiles

• Intensité du courant: I = ΔQ/Δt
• Résistance: R = ρ(L/S)
• Résistance: R = U/I
• Puissance: P = U*I
• Puissance: P = RI²
• Energie: E = RI²t
• Tension: U = E - rI

Analogie Hydraulique

• Intensité du courant électrique correspond au débit de l'eau.
• Potentiel électrique correspond à l'altitude de l'eau.
• Tension électrique correspond à la différence d'altitude de l'eau entre deux points.

Explication de la vidéo

• La tension électrique est une différence de potentiel, illustrée par une montagne avec des chutes d'eau simulant l'élévation des électrons par un générateur.
• L'intensité électrique est liée au débit et la résistance est comparée à un goulot d'étranglement limitant ce débit.
• Les générateurs de tension maintiennent une tension constante, tandis que les générateurs de courant fournissent une intensité fixe.
• Mesure de la tension se fait avec un voltmètre en parallèle et l'intensité avec un ampèremètre en série.

Circuits en Série

• Dans un circuit en série avec un générateur fournissant une tension U et des éléments ayant une résistance Ri, l'intensité du courant est la même dans chaque élément.
• Les différences de potentiel aux bornes de chaque élément (U1, U2, Un) s'additionnent.

Circuits en Parallèle

• Dans un circuit en parallèle, l'intensité du courant des éléments (I1, I2, In) s'additionnent.
• Les différences de potentiel ou tensions aux bornes de chaque élément (U1, U2, Un) sont les mêmes sur tout le circuit.

Générateur de force électromotrice

• La force électromotrice ε est supérieure à la tension effective U (ε > U) car ε représente la tension sans perte d'énergie interne, tandis que U est la tension réellement disponible.