La loi des n?uds

LA LOI DES N?UDS 1 A. Notion d'électricité :
Si on frotte un bâton d'ébonite, latte ou un bic de matière plastique
sur la manche de son pull, on constate que le bâton d'ébonite, latte
ou le bic attirent des corps légers tels que des petits morceaux de
papier tout comme deux aimants peuvent s'attirer entre eux. On dira, que le bâton, la latte ou le bic, ont été électrisés par
frottement et ils porteront une certaine quantité d'électricité.
Deux sortes de charge électrique existent,
la charge positive (+) et la charge négative (-). 2 B. Un atome c'est quoi ?
Si on divise la matière en morceau de plus en plus petit, on arrive,
à avoir de la poussière de cette matière et si on continue cette
division à l'extrême, on obtient une molécule de cette matière. Cette
molécule de matière obtenue par broyage ou concassage, ne peut plus
être d'avantage divisée. Elle n'est même plus visible avec les yeux.
Une molécule peut être composée de 1 seul atome ou bien de plusieurs
atomes combinés.
En 1987, l'usine française THOMSON de construction d'appareils
d'électronique découvrit que l'atome est constitué d'un noyau de
charge positive en son centre et d'électrons de charge négative
tournant autour de ce noyau +.
On peut comparer l'atome à la terre tournant autour du soleil,
le soleil étant le noyau et l'électron étant la terre.
On peut aussi imaginer prendre une orange dans sa main
gauche et faire tourner avec l'autre main une noisette
autour de cette orange.
Remarque, l'électron est de charge négative et que le noyau étant de
charge positive, nous l'avons vu précédemment, ces charges contraires
doivent s'attirer. D'où, l'électron étant nettement plus petit
devrait être attiré et s'écraser sur le noyau. Et bien NON. Car en
s'approchant du noyau, il se met à tourner autour de lui, pour
atteindre une certaine valeur de force centrifuge.
C'est quoi une force centrifuge ?
On peut comparer l'électron tournant autour du noyau à un seau,
rempli d'eau, relié à une extrémité d'une corde et dont l'autre
extrémité de celle-ci est prise en main. Avec la main et notre bras,
nous faisons tourner suffisamment vite ce seau d'eau, tel que l'eau
ne pourra plus sortir, quant celui-ci passe au-dessus de notre tête.
Lorsque la force centrifuge de l'électron, force qui tente d'écarter
l'électron du noyau, est égal à la force d'attraction des charges
électriques contraires, il y a équilibre et l'électron tourne autour
du noyau à une certaine distance constante de celui-ci. (Cette
distance reste toujours la même car il y a équilibre des forces). 3 C. Courant électrique ?
Notion : Nous savons ce qu'est un électron, c'est une charge
électrique négative. Cette particule de l'atome est très nettement
minuscule par rapport à cet ensemble entier qu'est l'atome.
Faisons, la comparaison, avec un tuyau d'eau conduisant l'eau aux
divers robinets de la maison. Plus on ouvre le robinet, plus le débit
d'eau augmente.
Les conducteurs sont des fils, généralement en cuivre, ils conduisent
les électrons aux ampoules électriques de nos maisons d'habitation.
D'autres matériaux peuvent aussi être des bons conducteurs
d'électrons. Pour exemple, l'argent, l'or et beaucoup d'autres.
Ce qui caractérise un conducteur est le nombre d'électrons que
possède la couche périphérique de cet atome. En effet, on sait qu'un
atome essaye toujours de remplir sa couche périphérique externe à 8
électrons, pour être stable.
Les conducteurs possèdent 1 à 4 électrons sur la couche périphérique
externe de son
atome. Ces atomes essayeront de se débarrasser de
ceux-ci, afin que leur couche précédente soit
complète. Ils ont donc des électrons en trop et les
perdent assez facilement.
Les isolants possèdent plus de 4 électrons sur leur couche
périphérique externe de
leurs atomes. Ses atomes essayent de capter des
électrons pour compléter leur couche externe à 8
électrons.
Les semi-conducteurs possèdent 4 électrons sur leur couche
périphérique.
(demi chemin entre 0 et 8 électrons. 8 électrons
divisé en 2 donne 4 électrons.) 4 D. Sens de déplacement des électrons dans un circuit :
Sous l'influence d'un champ électrique qu'est la borne + positive
d'une batterie, les électrons stockés à la borne négative de cette
batterie vont partir vers la borne + de cette même batterie, au
travers du circuit extérieur composé de conducteurs et de la charge
(ex --> une ampoule de voiture 12 V ) de ce circuit électronique.
Malheureusement, le sens conventionnel du courant sera toujours, le
seul sens qu'on indiquera sur un schéma électronique. Cependant, on
retiendra dans sa mémoire que les électrons voyagent dans l'autre
sens.
En effet, on connaissait l'électricité, bien avant qu'on ne sache, ce
qu'est un électron et le signe de sa charge électrique. Ils avaient
donc choisi, arbitrairement, un sens du courant allant de la borne
(+), passant le circuit électronique, et arrivant à la borne moins (-
) de cette batterie. Manque de chance, ce n'était pas le bon sens du
courant qu'ils avaient choisi à cette époque. Pour ne pas changer la
bonne veille habitude qu'ils avaient prise, nous avons gardé sur nos
schémas ce sens conventionnel en sachant très bien que les électrons
aillent dans le sens contraire.
Et oui, pourquoi pas ?
5 E. Mises en garde ... Ce fusible fondra si le courant est trop élevé afin d'éviter que la
source de tension n'explose. C'est pour cette raison que le
mécanicien automobile doit toujours déconnecter la borne + de la
batterie avant de commencer un travail sur cette auto.
La batterie peut exploser au visage, soyez très prudent ! Avec l'électricité il faut être prudent, elle est dangereuse est dans
certain cas mortel. Toujours enclencher la cervelle avant les mains. Même un appareil
débranché est dangereux, il y a des composants électroniques qui
garde emmagasiné une certaine quantité d'électricité, les
condensateurs. En aucun cas je vous incite à ouvrir des appareils,
dans le cas ou vous le feriez, avant de plonger les mains dedans,
brancher l'appareil et au lieu de l'éteindre avec le bouton normal
enlever sa prise d'alimentation. Ainsi le courant restant sera
consommé par l'appareil.
Il n'y a pas d'isolant parfait pratiquement tout les matériaux
conduisent l'électricité, il y en a qui conduisent mieux. Par exemple
l'air n'est pas un excellent isolant, pas besoin de toucher une ligne
haute tension pour être électrocuté si la ligne fait 20 000 volts a
20 centimètres c'est cuit (1 cm pour 1000 volt). 6 F. Les circuits électriques :
Symboles :
Les symboles utilisés dans les schémas électriques sont les
suivants : Réalisation d'un circuit électrique : Pour réaliser un circuit électrique il faut au moins : - un générateur ( G ),
- un récepteur ( R ),
- des fils de liaisons.
Le générateur et le récepteur possèdent deux bornes chacun : ce sont
des dipôles.
Fonctions des éléments d'un circuit :
1. Le générateur est la source d'énergie.
2. Les fils de liaison assurent le transport de l'énergie
électrique vers le récepteur.
3. Le récepteur convertit l'énergie électrique en exploitant les
effets du courant électrique ( effet calorifique, lumineux,
magnétiques, chimique, ...). 7 G. Le sens du courant électrique (Rappels): Par convention, le courant électrique va toujours de la borne
positive du générateur vers la borne négative du générateur.
Les électrons ont une charge négative, ils circulent dans la borne -
vers la borne + du générateur.
Par convention, on dit que le courant sort par le pôle positif du
générateur.
8 H. Intensité du courant électrique :
L'intensité du courant électrique est le quotient de la quantité
d'électricité q par la durée t de passage du courant. L'unité de charge électrique ou de quantité d'électricité est le
coulomb ( C )
La charge de l'électron est de -1,6 x 10 -19 C
L'intensité du courant I s'exprime en ampère (A) Exemple de quelques sous-multiples:
le milliampère : 1mA = 0,001 A = 10-3 A
le microampère : 1(A =
.............................................
LE NANOAMPÈRE : 1NA =
.............................................
le picoampère : 1pA =
............................................. 9 I. Mesure de l'intensité : Symbole de l'