Courant électrique
Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique (électrons).

Généralités

Historiquement, au début de l'étude de la conduction de l'électricité, les scientifiques ont pensé que les particules qui se déplaçaient dans les métaux étaient chargées positivement et ont défini en conséquence un sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du...) conventionnel du courant comme étant le sens de déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant...) des charges positives. Plus tard on a mis en évidence que ce sont très majoritairement les électrons, particules chargées négativement, qui se déplacent dans les métaux et qui permettent la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) des courants électriques.

En effet, dans un conducteur métallique, les particules chargées et mobiles sont des électrons peu liés aux atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est...) auxquels ils appartiennent (on dit que ces électrons se trouvent dans la bande de conduction). On peut considérer qu'ils se déplacent facilement dans le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) métallique. Lorsqu'une différence de potentiel est appliquée aux extrémités du conducteur, elle provoque le déplacement de ces électrons, ce que l'on appelle courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de...). Le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud...) des atomes contient des ions positifs : les atomes qui ont perdu un électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de l'atome.). Mais ces derniers, prisonniers du réseau par les liaisons métalliques, sont quasiment immobiles et ne participent que de manière infime à la circulation du courant.

En revanche, dans les électrolytes, solutions contenant simultanément des ions chargés positivement et des ions chargés négativement, toutes les particules chargées participent à la circulation du courant. Les charges positives circulent dans le sens conventionnel et les charges négatives dans l'autre sens.

Les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) qui possèdent beaucoup de porteurs de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne...) libres et qui sont donc facilement traversés par un courant électrique sont dits conducteurs, ceux qui n'en possèdent pas ou très peu sont dits isolants ou diélectriques.

L'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) est un bon isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants thermiques, les isolants phoniques et...), mais au-delà d'un certain seuil, quand le champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence...) est trop grand, les électrons sont arrachés aux atomes, qui deviennent des particules ionisées ou ions, et l'air devient un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant qu'elles ne...). Le plasma étant un conducteur parfait, il laisse passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) le courant électrique : de l'éclair à l'étincelle.

Certains dispositifs peuvent laisser passer le courant électrique dans un sens, mais pas dans l'autre. C'est le cas des diodes qui sont réalisées à l'aide de jonctions de semi-conducteurs dopés différemment : jonction PN ou jonction métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont un...) semi-conducteur (Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant...).

Types de courant

  • Courant continu (Le courant continu est un courant électrique indépendant du temps ou, par extension, un courant périodique dont la composante continue est d'importance primordiale)
  • Courant alternatif (Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA, ou AC, pour Alternating Current en anglais, étant cependant souvent utilisé) est un courant électrique qui...)
    • Courant sinusoïdal

Sens du courant électrique

Par convention, dans un circuit électrique (Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de composants électriques ou électroniques parcouru par un courant électrique.) en boucle simple et en courant continu, le courant électrique sort du générateur par la borne positive (+), traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de la voie, sous les rails, pour en maintenir l'écartement et l'inclinaison, et transmettre au ballast...) le circuit électrique et revient au générateur par sa borne négative (-).

C'est ce qu'on appelle le sens conventionnel du courant électrique, il peut être différent du sens réel de déplacement des porteurs de charges.

Ainsi lorsque les porteurs de charges sont des électrons (cas le plus fréquent), ou des anions leur mouvement effectif est du - vers le +, sens de déplacement des particules chargés négativement donc attirés par le positif.

Au contraire cations et trous d'électrons se déplacent dans le sens conventionnel du courant.

Cette convention est dite " récepteur ", car elle décrit ce qui se passe dans les câbles d’alimentation et les appareils.

Dans les générateurs électriques

À l'intérieur des générateurs électriques où l'on crée le potentiel qui permet aux charges de se mettre en mouvement, les électrons se déplacent de la borne positive vers la borne négative. Ceci est rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D...) possible grâce à la conversion d'une autre forme d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) (ex. : l'énergie électrochimique dans le cas d'une pile).

C'est la convention dite " générateur ".

Intensité du courant (I)

L'intensité du courant électrique en un point (Graphie) du circuit correspond au débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) de la charge passant dans le conducteur en ce point.

i={dq \over dt}

q en coulombs et t en secondes.

L'intensité i du courant électrique se mesure en ampères (unité SI) dont le symbole normalisé est A.

L'intensité se mesure à l'aide d'un ampèremètre (Un ampèremètre est un appareil qui mesure l'intensité d'un courant électrique dans un circuit. L'intensité est mesurée en ampères.) qui doit être branché en série. Sa borne " com " doit être reliée à la borne " - " du générateur.

Vitesse (On distingue :) de propagation

La propagation de l'influx électrique se fait à une vitesse voisine de celle de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) (aux effets capacitifs près), mais ce n'est pas pour autant la vitesse des électrons qui le constituent. Ceux-ci voyagent plus modestement à quelques millimètres ou centimètres par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. ...), en fonction de l'intensité du courant et de la section du conducteur.

Utilisation du courant

La propagation de l'influx électrique peut servir à son utilisation à distance comme source d'énergie. Ce fut sa principale utilisation au début de l'ère industrielle.

Elle peut aussi servir aux transmissions d'informations, depuis le simple télégraphe (Le télégraphe (du grec τηλε têlé, loin et γραφειν graphein, écrire) est un système destiné à...), jusqu'aux systèmes modernes de traitement et d'échange d'informations (ordinateur, informatique). Dans ce cas, une ou plusieurs caractéristiques du courant électrique sont contrôlées et modulées par l'émetteur de l'information pour construire un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont...) électrique. Dans le cas du télégraphe, les seules présence et absence (suivant un rythme codé) du courant électrique transmettaient l'information. - Le XXe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée...) a vu se développer l'utilisation de nombreux autres phénomènes possibles pour contrôler le courant électrique qui sont très largement utilisés en électronique. Grâce à eux, il est possible de traiter le courant électrique (mais aussi les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter...) électromagnétiques) comme un vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un...) d'informations, un signal électrique (ou électromagnétique) à l'échelle microscopique. -

Page générée en 0.006 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique