L'électricité et le magnétisme

L'électricité


Si je branche une ampoule avec deux fils sur une pile, alors l'ampoule s'allume. Le phénomène qui permet à l'ampoule de s'allumer se nomme l'électricité.

Le magnétisme


Si je place un aimant près d'un clou en fer, alors l'aimant attire le clou. Le phénomène qui permet à l'aimant d'attirer le clou en fer se nomme le magnétisme.

La pile électrique


La pile électrique fonctionne un peu comme une pompe qui fait couler de l'eau.

La pile électrique met en mouvement des électrons dans un circuit.

La pile électrique a une borne plus et une borne moins. Il ne faut pas la brancher à l'envers dans un appareil, sinon il se détruit. La pile électrique fonctionne en régime continu. Les électrons se déplacent toujours dans le même sens de façon constante.

Ceci est le symbole de la pile dans un schéma électrique.

Le courant électrique


Le courant électrique est un peu comme de l'eau qui coule dans un tuyau.

Avec le courant électrique, ce sont des électrons qui se déplacent dans le circuit. Il caractérise le débit, se note i et se mesure en ampères (A). Un courant de un ampère (1 A) est fort. Souvent, dans les circuits, on a des courants exprimés en milliampères (mA). Un milliampère (1 mA) est mille fois plus petit qu'un ampère (1 A).

Le courant électrique se représente par une flèche sur le conducteur du circuit. Il se déplace de la borne plus vers la borne moins pour être positif. Attention ! Le électrons se déplacent dans le sens contraire, de la borne moins vers la borne plus. C'est une convention. On peut avoir un courant électrique négatif si l'on représente sa flèche de la borne moins vers la borne plus.

La tension électrique


Un bon exemple pour expliquer la tension électrique est l'eau qui coule du haut vers le bas, sur une certaine hauteur.

La tension électrique caractérise la possibilité de déplacer des électrons. Plus elle est grande, plus les électrons pouront se déplacer dans un circuit. La tension électrique représente la hauteur, se note u et s'exprime en volts (V). On la dessine par une flèche orientée de la borne moins vers la borne plus pour être positive. La tension électrique peut être négative si l'on dessine la flèche de la borne plus vers la borne moins.

La puissance électrique et l'énergie


La puissance électrique

Un bon exemple pour expliquer la puissance électrique est l'ampoule. Plus la puissance d'une ampoule est élevée, plus celle-ci éclaire.

La puissance électrique se note p et s'exprime en watts (W). Elle est égale à la multiplication entre la tension électrique en volts et le courant électrique en ampères. Il y a une formule à connaître : p = u * i.

Prenons un exemple. La tension électrique vaut 5 V et le courant électrique vaut 2 A. La puissance électrique vaut 5 * 2 = 10. C'est à dire 10 W.

Une ampoule électrique ayant une puissance de 100 W éclaire plus qu'une ampoule électrique de 50 W.

L'énergie

L'énergie se note E et s'exprime en joules (J). Elle est égale à la multiplication entre la puissance électrique en watts et le temps d'utilisation en secondes. Il y a une formule à connaître : E = p * t. Où t est le temps d'utilisation.

Prenons un exemple. La puissance électrique vaut 10 W et le temps d'utilisation vaut 5 s. L'énergie vaut 10 * 5 = 50. C'est à dire 50 J.

La période et la fréquence


Un exemple intéressant pour expliquer la période et la fréquence est l'ampoule qui clignote.

La période est le temps qu'il faut à l'ampoule pour s'allumer et s'éteindre une seule fois. Elle se note T et s'exprime en secondes (s). Si l'ampoule met 5 s pour s'allumer puis s'éteindre, alors la période est de 5 s.

La fréquence est le nombre de fois où l'ampoule s'allume puis s'éteint dans une durée d'une seconde. Elle se note f et s'exprime en hertz (Hz). Si l'ampoule s'allume puis s'éteint 10 fois chaque seconde, alors la fréquence est de 10 Hz.

Un kilohertz (KHz) c'est mille hertz : 1 KHz = 1000 Hz. Un mégahertz (MHz) c'est un million de hertz : 1 MHz = 1000000 Hz.

La prise électrique


Les prises électriques se situent sur les murs à l'intérieur des maisons. Elles permettent de faire fonctionner des appareils. Il ne faut pas mettre les doigts dans une prise, sinon on peut mourir. La tension est très élevée aux bornes d'une prise électrique. Elle vaut 220 V.

Avec une prise électrique, le courant circule d'abord dans un sens, puis il change de sens, et ainsi de suite. Le régime est alternatif.

Le changement de sens du courant ne se fait pas brutalement, mais de façon progressive. Cela signifie que la tension au bornes de la prise électrique peut être représentée par une sinusoïde. La tension est positive, puis négative. Elle redevient positive, puis négative. Et ainsi de suite. Il y a 50 alternances chaque seconde. On peut alors parler d'une fréquence et elle vaut 50 Hz.

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