Courant continue

Un courant est dit continu lorsqu'il s'écoule continuellement dans une seule direction.
Le sens du courant électrique est par défaut le sens conventionnel du courant : du pôle + vers le pôle -.
En réalité, les électrons circulent de la borne négative vers la borne positive.
Le courant continu est produit par l'activité chimique d'une batterie ou d'une pile dans un circuit électrique fermé. C'est le cas par exemple dans une lampe électrique.
Le circuit de la lampe relie un interrupteur, un générateur (pile) et une ampoule.

Le rôle du générateur (pile, batterie, alimentation...) est de fournir de l’énergie électrique dans un circuit.

Un dipôle est un composant électrique qui possède deux pôles (deux bornes).
Exemples de dipôles : pile, lampe, moteur, interrupteur.....

Circuit électrique simple

Trois éléments sont indispensables dans un circuit électrique : un générateur, un récepteur et des fils de connexion.

- Les fils de connexion relient les différents composants du circuit

- Le rôle de l'interrupteur est de fermer le circuit

- Les électrons peuvent alors circuler

- La lampe s'allume produisant de la lumière

L’intensité électrique

Le courant électrique qui circule dans un récepteur (lampe, moteur, ...) peut produire des effets plus ou moins "forts": plus ou moins intenses.

Ainsi, une lampe peut briller plus ou moins fort et un moteur tourner plus ou moins vite selon l'intensité du courant qui traverse ses appareils.

L'intensité du courant correspond à la quantité de courant qui passe en un point d'un circuit électrique en un temps donné (une seconde). Q=I/t

L'unité d'intensité du courant est l'ampère (symbole: A).

Un ampère correspond à un débit de charges électriques de 1 coulomb par seconde soit au passage de 6,24 x 1018 électrons par seconde.

L’ampèremètre

L’intensité électrique se mesure avec un ampèremètre.

Un multimètre est un appareil qui peut mesurer plusieurs grandeurs électriques

Utilisation de l'ampèremètre

• Un ampèremètre se branche en série dans le circuit.
• Les ampèremètres à effet magnétique et les ampèremètres numériques sont dissymétriques. Il faut les brancher dans le bon sens:
  Le courant doit entrer dans l'ampèremètre par la borne marquée A (ou mA ou +) et ressortir par la borne "commune" marquée COM (ou -)
• Pour éviter de détériorer l'ampèremètre, on a intérêt à le brancher sur le plus fort calibre.
• Après la première mesure, on choisira le calibre immédiatement supérieur à l'intensité mesurée pour plus de précision.
• Changer la borne A par mA dans le cas de faibles intensités.

Sens du courant continu

Le sens du courant électrique est par défaut le sens conventionnel du courant : du pôle + vers le pôle -.

En réalité, les électrons circulent de la borne négative vers la borne positive.

La tension électrique

La borne négative d'une pile possède un excès d'électrons alors que ces électrons sont en défaut à la borne positive. La grandeur qui représente la concentration des charges est appelée "potentiel électrique".

Entre les 2 bornes P et N de la pile il existe donc une "différence de potentiel" (notée V_P-V_N) ou "tension électrique" (notée U_PN)

C'est une grandeur algébrique ce qui signifie que:

U_AB>0 si V_A >V_B
U_AB<0 si V_A < V_B
U_AB = - U_BA

C'est à cause de cette différence de potentiel que la pile est capable de mettre en mouvement les électrons libres, on parle alors de "force électromotrice" de la pile.

Les lampes, les moteurs, etc.. reçoivent l’énergie électrique fournie par le générateur : on dit que ce sont des récepteurs.

Un récepteur est un dipôle qui, hors circuit, ne présente aucune tension à ses bornes.

Les récepteurs ont une tension nominale exprimée en volts. elle est écrite sur l’appareil lui-même, quelquefois sur l’emballage, quelquefois sur la notice.

Pour brancher un récepteur sur un générateur, la tension nominale du générateur doit être égale, ou à la rigueur voisine, de celle du récepteur.

Si la tension du générateur est nettement supérieure à celle du récepteur, ce dernier est en surtension et risque d’être abîmé.

Si la tension du générateur est nettement inférieure à celle du récepteur, ce dernier est en sous-tension et fonctionne mal.

Pour mesurer une tension électrique, il faut utiliser un appareil un voltmètre ou un multimètre

Pour mesurer la tension entre deux points A et B d'un circuit, on branche un voltmètre en dérivation entre ces deux points.

• Mettre le bouton rotatif sur une des positions marquées V,
• Brancher les fils de connexion sur la borne marquée COM et sur celle marquée V.
• Pour effectuer nos mesures de tension aux bornes d’une pile, nous placerons le bouton rotatif sur la position 20 V :
• cela signifie que le voltmètre pourra mesurer des tensions jusqu’à 20 V, ce qui est largement suffisant.
• Il faut relier la borne COM du voltmètre à la borne – de la pile. La borne V à la borne + de la pile.

La résistance électrique

La lampe brille plus intensément avec le cuivre et l'aluminium qu'avec le graphite.

Interprétation: Le cuivre et l'aluminium laissent passer le courant plus facilement que le graphite.

 le graphite est plus résistant que le cuivre et l'aluminium.

La résistance électrique d'un matériau traduit sa capacité à s'opposer plus ou moins au passage du courant électrique lorsqu'il est soumis à une tension.

Elle se note R et se mesure en ohms (Ω) à l'aide d'un ohmmètre. 

Relation intensité-tension pour les conducteurs ohmiques.

Une augmente de la résistance dans un circuit électrique produit une diminution du courant. En effet, il est alors plus difficile pour les électrons de circuler, l'opposition étant plus grande. A l'inverse, si on diminue la résistance, la circulation du courant est facilitée.

D'autre part, si l'on maintient la résistance fixe, toute augmentation de la tension de la source provoquera une augmentation du courant à cause de l'augmentation de pression sur les électrons. Conséquemment, une diminution de la tension abaissera le courant circulant dans le circuit.

En faisant varier la tension du générateur, on obtient la série de mesure suivante:

U(V)	0	1	2	3	4	5	6	7	8
I(A)	0	0,031	0,059	0,089	0,121	0,150	0,179	0,211	0,239

Le graphique ci-contre à été réalisé à partir d'une série de mesure de la tension et de l'intensité avec une résistance constante.
La droite passe par l'origine (l'intensité est nulle si la tension est nulle)
L'équation est de la forme U = K * I
Le coefficient directeur de la droite 32,25 représente la valeur de la résistance.

Loi d'Ohm

La tension U aux bornes d'un conducteur ohimique est égale au produit de sa résistance R par l'intensité I du courant qui le traverse.
U = R * I