Le cours⚓
Lorsqu'un appareil électrique fonctionne, il a besoin d'être alimenté en électricité par un générateur qui va lui fournir une tension électrique.
Cette tension électrique va permettre de faire circuler un courant électrique dans les fils de connexion avec une certaine intensité.
Les matériaux constituants le circuit électrique et certains composants vont avoir une certaine résistance au passage du courant, le ralentissant.
Un appareil électrique est caractérisé par sa puissance électrique qui correspond à sa capacité à transformer plus ou moins rapidement et efficacement l'énergie électrique en une autre forme (thermique, lumineuse, cinétique...)
Toutes ces grandeurs électriques (tension, intensité, résistance, puissance, énergie) se mesurent, se calculent et ont une notation particulière en physique qu'il te faut connaître pour comprendre parfaitement et en toute sécurité le fonctionnement d'un circuit électrique.
En classe de 4ème, on s'intéressera à la tension, à l'intensité et à la puissance électrique.
En classe de 3ème, on abordera la résistance et l'énergie électrique.
La tension électrique⚓
Définition :
La tension électrique se note avec la lettre U (car la lettre T (ou t) est déjà prise par le temps et la température).
Son unité est le volt de symbole V.
On notera par exemple la tension mesurée aux bornes d'une lampe \(U_{lampe}~=~3,5~V\).
La tension électrique se mesure avec un voltmètre qui se branche en dérivation aux bornes du dipôle dont on veut connaître la tension électrique.
Le symbole normalisé du voltmètre est :
Définition : Tension nominale
La tension nominale d'un récepteur électrique est la tension qui lui permet de fonctionner dans de bonnes conditions.
Si la tension électrique qu'il y a entre ses bornes est plus petite que sa tension nominale alors le récepteur est en sous-tension et il fonctionnera faiblement voire pas du tout.
Si la tension électrique qu'il y a entre ses bornes est supérieure à sa tension nominale alors le récepteur est en surtension. Le dipôle risque alors d'être endommagé.
Complément :
Comment se répartie la tension électrique dans les différents types de circuits ? Voir cours ETC140 - Lois dans les circuits électriques
L'intensité du courant électrique⚓
Définition :
L'intensité du courant se note avec la lettre I.
Son unité est l'ampère de symbole A.
On notera par exemple l'intensité du courant qui traverse un moteur \(I_{moteur}~=~0,2~A\).
L'intensité du courant se mesure avec un ampèremètre que se branche en série dans un circuit électrique.
Le symbole normalisé de l'ampèremètre est :
Complément :
Comment se répartie l'intensité dans les différents types de circuits ? Vois cours ETC140 - Lois dans les circuits électriques
La puissance électrique⚓
Définition :
La puissance électrique se note avec la lettre P.
Son unité est le watt de symbole W.
On notera par exemple la puissance d'un sèche-cheveux \(P~=~800~W\).
La puissance électrique peut se mesurer avec un wattmètre mais se calcule aussi à partir de la tension et de l'intensité.
Complément :
L'énergie électrique⚓
Définition :
L'énergie électrique se note avec la lettre E (comme toutes les formes d'énergie).
Son unité est le joule de symbole J (comme pour toutes les formes d'énergie) mais en électricité, on utilise aussi spécifiquement une unité particulière qui est le kilowattheure de symbole kWh (tu peux le rencontrer sur une facture d'électricité).
On notera par exemple l'énergie électrique consommée par un four fonctionnant pendant 1 h \(E~=~1~kWh\) ou encore \(E~=~3~600~000~J\).
On peut mesurer l'énergie électrique avec un énergiemètre (ou joulemètre) mais elle peut aussi se calculer à partir le la puissance et de la durée d'utilisation d'un appareil électrique.
A la maison, l'énergie électrique consommée est mesurée par le compteur électrique.
Complément :
La résistance électrique⚓
Définition :
La résistance électrique se note avec la lettre R.
Son unité est l'ohm de symbole \(\Omega\).
On notera par exemple la résistance électrique d'un composant \(R~=~120~\Omega\).
Elle se mesure avec un ohmmètre qui se branche aux bornes du dipôle dont on veux en connaître la résistance en dehors d'un circuit électrique. L'ohmmètre se branche sur un dipôle isolé.
Complément :
Voir cours ETC150 - La résistance électrique