Comment fonctionne l'électricité ?
Propriétés de base
Trois propriétés font fonctionner l'électricité : tension, courant et résistance. Elles travaillent ensemble dans un circuit, permettant à l'électricité de se déplacer. Les scientifiques mesurent la tension en volts, le courant en ampères, la résistance en ohms. Ces trois grandeurs mènent à la loi d'Ohm : une tension d'un volt sur une résistance d'un ohm donne un courant d'un ampère.
Mouvement des électrons
L'électricité commence quand l'énergie (lumière, chaleur, champs magnétiques) stimule les électrons d'un atome, les faisant bouger. Certains atomes retiennent leurs électrons près du noyau, d'autres non. Ceux à prise lâche sont les meilleurs conducteurs.
Conducteurs et isolants
Argent, or, cuivre, aluminium ont des atomes à électrons faiblement liés : ce sont des métaux, bons conducteurs. Verre, air, plastique sont isolants ; leur structure électronique bloque le courant.
Courant et tension
Pour que l'électricité circule, il faut une force poussant les électrons : la force électromotrice (FEM), aussi appelée tension.
Parties d'un circuit électrique
Un circuit transporte le courant. Il comprend une source électrique, une charge et des conducteurs (fils) entre source et charge. Exemple de source : une pile. La charge peut être n'importe quel composant électronique, d'une ampoule à un smartphone.
Tension et courant
La force électromotrice de la source détermine la tension dans le circuit. Le courant est la quantité d'électrons passant par un point en un temps donné.
Résistance
La résistance s'oppose au courant. Deux gros fils laissent passer plus de courant que deux fils fins. Les gros fils ont moins de résistance. Comme l'eau dans un tuyau : un gros tuyau transporte plus d'eau.
Électricité et puissance
L'électricité transporte de la puissance. Calculez la puissance en watts : volts × ampères. Le courant va de la source à la charge et retour ; la charge utilise la puissance pour une tâche utile : allumer une lampe, faire tourner un moteur de voiture hybride.