Présentation
INTRODUCTION
L'électricité est une énergie complexe et son installation nécessite des savoirs et du savoir-faire. Une installation électrique bien conçue, adaptée au lieu et conforme aux normes, assure le confort quotidien et limite les risques.
Comment fonctionne un circuit électrique ? Comment représenter un schéma conventionnel ? Quelles sont les propriétés des composants de base ? Notions, unités, règles de calcul,… Une bonne connaissance des lois physiques et des éléments est essentielle pour comprendre le fonctionnement d’un réseau et le concevoir efficacement.
Dans ce présent article, nous décrirons en premier lieu les principales grandeurs (masse, force et énergie) afin d’introduire les grandes lois physiques qui régissent l’électricité, en particulier les lois de Newton et de Coulomb qui définissent les forces d’attraction entre des particules chargées électriquement.
Dans un second temps, nous définirons les notions de base de l’électricité telles que le courant (alternatif, continu, triphasé,…), la tension, l’intensité ou encore la résistance. Les unités de mesure respectant le système conventionnel international seront également présentées.
Enfin, nous détaillerons les schémas présentant l’électricité dans les maisons d’habitation et dans les autres locaux réservés à un usage professionnel, privé ou accessible au public.
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- Version courante de déc. 2024 par Thibault FOURCADE
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Historique – Bref rappel
L’électricité est un phénomène qui nous est accessible par l’intermédiaire de ses manifestations. C’est une forme d’énergie, comme on peut le constater du fait qu’elle fait fonctionner des machines et qu’elle peut être transformée en d’autres types d’énergie tels la lumière et la chaleur.
Michael Faraday entendit parler pour la première fois des travaux d’Œrsted, en 1820. Ses études étaient tournées vers la chimie et l’électrochimie et en particulier sur des travaux sur l’acier et les alliages de fer. Constatant qu’un aimant agit sur un conducteur parcouru par un courant, il utilise ce phénomène pour faire tourner un circuit en présence d’un aimant, donnant ainsi le principe du moteur électrique. En 1831, Michael Faraday décrit la nature du phénomène et formule une théorie de l’induction électromagnétique qui affirme qu’un courant électrique se déplace dans un conducteur lorsque ce conducteur se trouve dans un champ magnétique en mouvement et fait partie d’un circuit.
Le phénomène électrique
L’atome comporte un noyau composé, pour ce qui nous intéresse ici, de protons, de neutrons autour desquels gravitent des électrons.
Un proton a une masse de 1,672 623 1.10 -27 kg, portant une charge électrique de 1,602.10 -19 coulomb.
Un électron a une masse d’environ 9,11.10 -31 kg, portant une charge négative égale à - 1,6.10 -19 coulomb.
On constate que pour des charges électriques identiques, le proton a une masse 1 800 fois plus importante que celle de l’électron.
Les électrons d’un grand nombre d’éléments, particulièrement les métaux, peuvent facilement être détachés des atomes d’origine et se déplacer librement entre les atomes. Le déséquilibre au niveau des charges entraîne une condition nécessaire pour créer un courant électrique.
L’électricité est produite lorsque des particules reçoivent une charge. Certaines particules reçoivent une charge négative (électrons), tandis que d’autres reçoivent une charge positive (protons). Ces charges opposées s’attirent ; les particules qui ont une charge identique se repoussent.
Toutefois,...
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Physique et électricité
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