Post on 21-Jul-2016
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LE COURANT ELECTRIQUE CONTINU
OBJECTIFS
Connaitre la nature du courant électrique
Mesurer l’intensité du courant électrique
Connaitre et appliquer la loi des nœuds
PHYSIQUE 20 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu
CHAPITRE
❽
Plusieurs courants passe à travers ces fils
enchevêtrés. Qu’est-ce donc un courant
électrique et quelle est sa nature ?
Le courant électrique
1.1. Électrisation par frottement
1.2. Porteurs de charges
1.3. Sens conventionnel du courant électrique
1.4. Le courant électrique dans les électrolytes
COURS
Électriser un corps solide par frottement revient à lui apporter ou lui
retirer des électrons en le frottant par un autre corps.
1
Doc.1 en frottant un
tube en PVC, il
s’électrise en captant
des électrons négatifs
Doc.2 les cheveux de
cette fille se redresse
suite à son électrisation
Les porteurs de charges sont de deux types :
- Les porteurs de charges négatives
- Les porteurs de charges positives
Les porteurs de charges du même signe se repoussent, et
les porteurs de charges de signes opposés s’attirent
Dans un circuit, le courant électrique circule à l’extérieur d’un
générateur du pole + vers le pole -
Dans une électrolyte, le courant électrique est un déplacement
simultané des cations dans le sens conventionnel du courant, et
des anions dans le sens contraire au sens conventionnel.
PHYSIQUE 21 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu
Doc.3. sens conventionnel
du courant électrique
COURS
1.5. Le courant électrique dans les métaux
L’intensité du courant électrique
2.1. Quantité d’électricité
Dans les conducteurs métalliques, le courant électrique est un
déplacement des électrons dans le sens contraire du sens
conventionnel
2
La quantité d’électricité est la quantité de charges
électriques déplacée par les électrons. Elle est notée Q :
Q = |q| = N.α.e
α : le nombre de charges élémentaires
N : le nombre de porteurs de charges
e : la charge élémentaire = 1,6.10-19 C
Q s’exprime en Coulomb (C).
Retenir
Exemple Au cours de l’électrolyse d’une solution de sulfate de cuivre II,
soient Np le nombre de cations (Cu2+) et Nn (SO2-4) le nombre
d’anions qui passe au travers d’une section donnée (S) de
l’électrolyseur. Quel est la quantité d’électricité ayant passé au
travers de (S) ?
Réponse :
qp =+2e : charge de l’ion cuivre II
qn = -2e : charge de l’ion sulfate
la quantité d’électricité Q qui a traversé la section (S) :
Q = Np.|qp|+Nn.|qn|
PHYSIQUE 22 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu
COURS
2.1. L’intensité du courant électrique continu
2.2. Mesure de l’intensité d’un courant électrique
Quantité d’électricité et charge électrique
La quantité d’électricité a été introduite pour mesurer le « trafic »
des charges électriques. Dans son expression, la nature des
porteurs des charges n’apparait pas.
La charge électrique, elle, est une grandeur algébrique, positive
ou négative selon la nature des porteurs des charges.
Remarque
L’intensité d’un courant électrique continu est la quantité d’électricité qui
passe au travers d’une section donnée de conducteur pendant l’unité
de temps :
Q Ne
It t
Q s’exprime en coulomb (C), t en seconde (s) et I en ampère (A).
Remarque La relation .Q I t permet de définir une autre unité de la
quantité d’électricité appelée l’ampèreheure (Ah). Ah
représente la quantité d’électricité qui passe à travers la
section d’un circuit électrique parcouru par courant d’intensité
I pendant une heure :
1 3600 CAh
L’ampèremètre est l’appareil servant à mesurer les intensités de courant
électrique. L’ampèremètre se branche en série dans un circuit. Il ne se
branche jamais seul aux bornes d’un générateur. Un ampèremètre
possède souvent plusieurs calibres pour étendre son domaine
d’utilisation
Doc.4. ampèremètre à
aiguille possédant
plusieurs calibres
Chapitre ❽ : Le courant électrique continu PHYSIQUE 23
COURS 2.2.1. Ampèremètre à aiguille
Pour une intensité de courant électrique à l’aide d’un ampèremètre à
aiguille ayant plusieurs calibres, on utilise la relation suivante :
0
C nI
n
n : la déviation de l’aiguille
n0 : le nombre de graduations du cadran
C : le calibre utilisé
Exemple Calculer l’intensité du courant électrique mesuré par l’ampèremètre
ci-dessous, sachant que le calibre utilisé est C=100mA
Remarque Le calibre est l’intensité du courant indiquée par l’ampèremètre
quand son aiguille s’arrête sur la dernière graduation.
L’incertitude absolue :
La mesure de l’intensité du courant électrique s’accompagne
toujours d’une incertitude (erreur) du à l’appareil et à la lecture
de l’intensité (erreur du parallaxe). L’incertitude dépend de la
classe de l’appareil, il se calcule en utilisant la relation :
100
C classeI
La valeur de l’intensité s’écrit donc sous la forme : ( )I I
24 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu
PHYSIQUE
COURS
2.2.2. Ampèremètre digital
Intensité du courant dans un circuit
3.1. Circuit série
3.2. Circuit dérivé
3.2. Circuit dérivé
L’incertitude relative
L’incertitude relative définie la précision de l’ampèremètre, elle se
calcule par la relation : I
I
Plus l’incertitude relative est petite, plus l’appareil est précis
L’ampèremètre digital possède des calibres différents et permet
d’afficher directement l’intensité mesurée.
Doc.5 ampèremètre
digital 3
L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit série.
Loi des nœuds : L’intensité du courant principal est égale à la somme des
intensités des courants dérivés : 1 2 3 ...... nI I I I I
25 PHYSIQUE Chapitre ❽ : Le courant électrique continu