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Chapitre 8 Electricité

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Chapitre 8 Electricité

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Chapitre 8
La loi d’Ohm: les relations entre le courant, la
tension et la résistance.
8.1 L’énergie électrique potentielle et la
tension électrique
 Pile: cellule électrochimique
 Batterie: combinaison de cellule reliée ensemble
 Cellule électrochimique: convertit l’énergie
chimique en énergie électrique, emmagasinée sous
forme de charge.
 Dans une pile, la réaction chimique sépare les
charges positives et les charges négatives.
 Énergie = capacité d’accomplir un travail.
 L’énergie potentielle électrique
 2 types d’énergie:
 Cinétique: énergie possédée par un objet à cause de
son mouvement
 Potentielle: énergie emmagasinée par un objet à
cause de sa position
 ex: pile ou batterie, slinky
La différence de potentiel = La tension
 Quand on sépare des charges de signe contraire, elles
acquièrent de l’énergie potentielle électrique.
 L’énergie que chaque électron possède lorsqu’il quitte la
borne négative d’une pile sèche.
 Unité de mesure: le volt (V)
 Instrument utilisé pour le mesurer: le voltmètre
 Placer en parallèle dans un circuit!
 Comparaison entre l’énergie potentielle et la
différence de potentiel (Voir Fig 8.4, p.272)
 Monter les escaliers: travail effectué est converti en
énergie potentielle
 Donc, l’énergie potentielle de la pile provient de la
différence de potentiel (volts) et de la charge séparée
(coulombs).
 L’énergie potentielle transformée par une pile dépend de
la tension et de la charge séparée.
 Le voltmètre mesure la différence
de potentiel entre deux points d’un
circuit, il affiche donc la différence de
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Chapitre 8 Electricité

  • 1. Chapitre 8 La loi d’Ohm: les relations entre le courant, la tension et la résistance.
  • 2. 8.1 L’énergie électrique potentielle et la tension électrique  Pile: cellule électrochimique  Batterie: combinaison de cellule reliée ensemble
  • 3.  Cellule électrochimique: convertit l’énergie chimique en énergie électrique, emmagasinée sous forme de charge.  Dans une pile, la réaction chimique sépare les charges positives et les charges négatives.  Énergie = capacité d’accomplir un travail.
  • 4.  L’énergie potentielle électrique  2 types d’énergie:  Cinétique: énergie possédée par un objet à cause de son mouvement  Potentielle: énergie emmagasinée par un objet à cause de sa position  ex: pile ou batterie, slinky
  • 5. La différence de potentiel = La tension  Quand on sépare des charges de signe contraire, elles acquièrent de l’énergie potentielle électrique.  L’énergie que chaque électron possède lorsqu’il quitte la borne négative d’une pile sèche.  Unité de mesure: le volt (V)  Instrument utilisé pour le mesurer: le voltmètre  Placer en parallèle dans un circuit!
  • 6.  Comparaison entre l’énergie potentielle et la différence de potentiel (Voir Fig 8.4, p.272)  Monter les escaliers: travail effectué est converti en énergie potentielle  Donc, l’énergie potentielle de la pile provient de la différence de potentiel (volts) et de la charge séparée (coulombs).  L’énergie potentielle transformée par une pile dépend de la tension et de la charge séparée.  Le voltmètre mesure la différence de potentiel entre deux points d’un circuit, il affiche donc la différence de potentiel de cette pile.
  • 7.  La production d’une différence de potentiel  Deux grands groupes de piles:  Piles sèches – utilisées dans les petits appareils (lampe de poche)  Piles liquides – composées de plusieurs piles appelées batteries d’accumulateur ou batterie (voiture)
  • 8.  Les deux bornes = électrodes  Les électrodes sont dans l’électrolyte, une substance conduisant le courant électrique  La différence de potentiel produite dans une pile dépend des types de métal et d’électrolyte utilisés Borne positive (électrode +) Tige de carbone Électrolyte (pâte humide) – pour créer des ions Borne négative (électrode -)
  • 9.  Les sources multiples d’énergie électrique  Autres sources d’énergie peuvent séparer les charges et produire de l’énergie électrique.  Le frottement  Les cristaux piézoélectriques  Les piles photoélectrochimiques  Les génératrices
  • 10. 8.2 Le courant électrique  Quand les fils et composant d’un appareil sont relier et que ce chemin est fermé, on dit que c’est un circuit électrique  L’énergie dans un circuit  Composant d’un circuit électrique: tout dispositif transformant l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie dans un circuit.  Énergie chimique de la pile fournit de l’énergie potentielle électrique aux électrons de la borne négative.  La borne positive attire les électrons  L’énergie de la pile pousse dans le fils conducteurs, jusqu’à l’appareil (sonnerie)  L’énergie potentielle électrique des électrons se transforment en énergie sonore  Les électrons poursuivent leur chemin vers la pile pour fermer la boucle du circuit  Un électron ne fait pas tout le circuit sans arrêt (il le fait une fois)
  • 11.  Les composants d’un circuit et le schéma électrique  Quatre types de pièces:  Une source: la source d’énergie électrique  Un conducteur: le fils par lequel le courant électrique circule  Un composant: un appareil qui transforme l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie  Un interrupteur: un dispositif qui met un appareil en marche fermant le circuit, ou interrompt le passage du courant en ouvrant le circuit  Les symboles pour créer un schéma de circuit électrique  Fil conducteur Voltmètre V  Pile Batterie  Ampoule Interrupteur  Directive: utilise une règle, trace les lignes à 90’, ne fait pas chevaucher les fils, et le schéma final DOIT être carré ou rectangulaire V
  • 12.  Des électrons qui poussent  Les électrons qui quittent la borne négative poussent les électrons devant eux.  Les électrons n’ont pas besoin de se toucher pour pousser d’autres électrons. Ils utilisent une force à distance : la répulsion ampoule fil de cuivre pile
  • 13.  L’électricité produite par le courant et l’électricité statique  Électricité statique = une charge électrique qui demeure stationnaire sur un isolant.  Les charges sur les bornes d’une pile ne sont pas un exemple d’électricité statique.  Quand le circuit est fermé, le flux continu des charges négatives dans un circuit est appelé courant.
  • 14.  L’intensité du courant  Compare un ruisseau avec le fleuve Fraser  Même si l’eau du ruisseau peut s’écouler plus vite, le volume total d’eau passant par un même point chaque seconde est évidemment plus grand dans le fleuve.
  • 15. L’intensité du courant  Le courant électrique est une charge qui circule dans un conducteur  Intensité du courant électrique: charge passant en un point d’un conducteur chaque seconde.  Ampère (A) est l’unité de mesure, et on utilise un ampèremètre pour le mesurer  1 A = 1000 mA http://phet.colorado.edu/en/simulation/circuit-construction-kit-ac
  • 16. Le courant conventionnel  Pour des raisons historiques, le concept de Franklin porte le nom de courant conventionnel. Il est encore utilisé pour décrire et calculer la différence de potentiel dans un circuit.  Le concept de flux d’électron n’a pas été accepté avant la fin des années 1800 (après la découverte des électrons)
  • 17.  8.3 La résistance et la loi d’Ohm  La résistance et le flux des électrons  La résistance est la propriété de tout matériau de s’opposer au passage du flux d’électrons et de convertir l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie  Exemple: le filament dans un ampoule offre une résistance et l’E électrique est transformé en E lumineuse
  • 18. La résistance et l’intensité du courant  Tube avec les billes, Fig 8.16 p.292, pour que les billes s’écoulent du même côté, on doit soulever un côté du tube. Ainsi, on crée une différence de potentiel avec la différence d’hauteur et les billes s’échappent d’un côté. Plus la différence de potentiel plus haut et plus le flux de bille.  La tension est la différence de potentielle par unité de charge entre deux points sur un circuit.  Plus grande tension = augmentation de l’intensité du courant  Georg Ohm étudiait les relations entre la tension et le courant.  Deux tubes différents avec la même quantité de bille ne produisent pas la même intensité de courant (Fig 8.18)
  • 19.  Même si les deux tubes ont une différence semblable de potentiel, leur intensité de courant est différente.  Un tube plus petit a une résistance plus grande  Donc, si un circuit a une résistance élevée, le courant sera moindre que si la résistance était plus faible.  La loi d’Ohm  Résistance électrique est le rapport de la tension et l’intensité du courant.  L’Ohm est l’unité de mesure de la résistance. Ω  Loi d’Ohm R = V / I
  • 20.  La conversion des préfixes  Lorsque tu résous un problème avec certaines unités de mesure contenant des préfixes, convertis-les avant de calculer  Déterminer la résistance  Deux méthodes: 1. Utilise un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes d’un composant et un ampèremètre pour mesurer l’intensité du courant qui le travers. Puis, utilise la loi d’Ohm pour calculer la résistance 2. Utilise un multimètre numérique pour mesurer la tension et l’intensité du courant. L’ohmmètre est un appareil qui mesure la résistance. L’appareil utilise sa propre pile pour produire une tension aux bornes du composant
  • 21.  La résistance  C’est une composante électrique qui offre une résistance. Elle s’oppose au flux et transforme l’énergie électrique en d’autres formes d’énergie.  Elles ont une valeur précise.  Dans un circuit elles contrôlent l’intensité pour fournir une tension et intensité appropriées aux autres éléments du circuit.  La résistance, une pure perte  Les électrons se buttent (frappent) contre une résistance, une partie de leur énergie électrique est transformée en d’autres formes d’énergie.  Les codes de couleur des résistances