Généralité
Qu'est-ce que l'électricité ?
L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. La charge électrique est une propriété de la matière à l'origine de certains phénomènes.
Des charges de nature opposées s'annulent ; la matière ordinaire, qui possède autant de protons que d'électrons, est donc électriquement neutre.
Il existe deux types de charges électriques, qui se comportent comme si elles étaient « opposées » l'une à l'autre ; on les appelle donc par convention positive et négative.
C'est le mouvement des charges électriques dans la matière qui est à l'origine de l'électricité.
Pour créer un courant électrique, il faut donc un circuit de matériaux conducteurs. Les électrons qui se trouve sur les couches les plus à l'extérieur de l'atome peuvent circuler d'un atome à un autre dans ce cas ces électrons sont appelés électron libre qui permettra aux charges électriques de se déplacer.
Ces électrons libres peuvent se déplacer ainsi librement à l’intérieur du matériau en suivant des trajectoires totalement désordonnées. Ces électrons libres se déplacent naturellement dans toutes les directions. Dans certains métaux, tels que le cuivre et l'aluminium, les atomes peuvent facilement s’échanger leurs électrons libres ; on dit de ces métaux qu’ils sont conducteurs.
D’autres substances, comme la céramique, ont des atomes qui ne partagent pas facilement leurs électrons ; on dit de ces substances qu’elles sont isolantes.
Pour représenter concrétement :
Si on prend un système avec à une extrémité, un matériau chargée positivement et à l'autre extrémité, un matériau chargé négativement : si on relie ces deux bornes avec un matériau conducteur (du métal par exemple) l'extrémité chargée négativement va venir repousser les charges négatives du conducteur c'est à dire les électrons libres vers l'extrémité chargée positivement.
C'est ce déplacement des charges qui crée le courant électrique et c'est cette différence de charges entre les deux extrémités qu'on appelle différence de potentiel (tension électrique) .
Un courant électrique peut avoir deux formes .
Il existe deux principaux types de courant :
- Le courant continu (CC ) représente le déplacement des électrons libres dans un circuit électrique dans un unique sens. Le courant continu a une intensité notée I mesurée en ampère (A) et une tension U mesurée en volt.
- Le courant alternatif (CA ou AC pour alternative current) correspond au déplacement des électrons dans un sens puis dans l’autre du circuit électrique. Ce type de courant est lui aussi caractérisé par une intensité et une tension, mais aussi par une fréquence notée f et mesurée en Hertz (Hz) qui correspond au nombre de périodes (aller-retour que font les électrons ou plus petit motif reproduit par la tension du courant) par seconde.
Comment produire de l'électricité ?
Lorsqu’on déplace un aimant à proximité d’un fil métallique, en cuivre par exemple, on crée un mouvement d’électrons libres dans ce fil. Et lorsque des électrons libres se déplacent, on dit qu’il y a courant électrique. Ce système est appelé un générateur.
Un générateur est un dipôle qui permet de créer et faire circuler un courant électrique dans un circuit, un générateur utilise donc une autre énergie pour pouvoir produire de l'électricité. Il existe deux grands types de générateur :
- Alternateur
- Dynamo
Ces types de générateurs ont tout les deux des caractéristiques différentes que nous allons développer dans le deuxième point :