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Électricité 1 Électricité L’électricité est l'effet du déplacement de particule

Électricité 1 Électricité L’électricité est l'effet du déplacement de particules chargées, à l’intérieur d'un « conducteur », sous l'effet d'une différence de potentiel aux extrémités de ce conducteur. Ce phénomène physique est présent dans de nombreux contextes : l'électricité constitue aussi bien l'influx nerveux des êtres vivants, que les éclairs d'un orage. Elle est largement utilisée dans les sociétés développées pour transporter de grandes quantités d'énergie facilement utilisable. Les propriétés de l'électricité ont été découvertes au cours du XVIIIe siècle. La maîtrise du courant électrique a permis l'avènement de la seconde révolution industrielle. Aujourd'hui, l'énergie électrique est omniprésente dans les pays industrialisés : à partir de différentes sources d'énergie, principalement hydraulique, thermique et nucléaire, l'électricité est un vecteur énergétique employé à de très nombreux usages domestiques ou industriels. Ligne électrique près d'une voie ferrée en Pologne. La foudre fut la première manifestation visible de l'électricité pour les humains. Câbles électriques à haute tension à proximité d'un transformateur électrique de distribution. Étymologie « Électricité » est un mot provenant du grec ἤλεκτρον, êlektron, signifiant ambre jaune[1]. Les Grecs anciens avaient découvert qu’en frottant l’ambre jaune, ce matériau produit une attirance sur d’autres objets légers et parfois des étincelles. Histoire Article détaillé : Histoire de l'électricité. Les effets de l'électricité statique et du magnétisme sont décrits pour la première fois en 600 av JC, par Thales de Milet. On doit l'emploi moderne du terme « Électricité » à l'Anglais William Gilbert, (de Colchester), qui distingue corps électriques et magnétiques dans son De Magnete (1600). Il note les lois de répulsion et d'attraction des aimants par leur pôle, assimile la Terre à l'un d'eux, puis établit une liste des corps électrisables par frottement, après avoir découvert l'influence de la chaleur sur le magnétisme du fer. Les premiers générateurs de charges électriques sont des machines à frottement. Otto von Guericke, de Magdebourg, construit en 1663 une forme primitive de machine électrique: un globe de soufre en rotation frotté à la main. Au XVIIIe siècle débute une période d'observation et de création d'électricité statique. En 1733, du Fay découvre les charges positives et négatives et observe leurs interactions. Coulomb en énonce les premières lois physiques. En 1750, via des expériences sur la foudre, Benjamin Franklin identifie l'électricité naturelle, canalisée par le paratonnerre. En 1799, Alessandro Volta créée la pile électrique. En 1820, André-Marie Ampère découvre les lois du magnétisme et de l'électrodynamique. Suivent la dynamo du Belge Zénobe Gramme en 1868, l'ampoule électrique à incandescence de Thomas Edison en 1879, année de la première centrale hydroélectrique (7 kW) à Saint-Moritz. Aristide Bergès développe le concept de houille blanche, avec la première ligne électrique, de Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs, en 1883. Dès 1889, un fil de 14 km relie la cascade des Jarrauds et la ville de Bourganeuf, dans la Creuse. Électricité 2 Dans les années 1900, les progrès technologiques de l'hydroélectricité suisse sont à l'origine d'intenses spéculations boursières sur les sociétés hydroélectriques, qui profitent aux implantations industrielles dans les Alpes. L'électricité investit l'industrie, l'éclairage public et le chemin de fer, avant d'entrer dans les foyers. La forte expansion électrique des années 1920 permet un maillage du territoire dans les grands pays industriels. La France bénéficie alors d'une multiplication par huit de la production d'électricité hydraulique grâce aux premiers barrages. En 1925, Grenoble organise l'Exposition internationale de la houille blanche. Dans les années 1990-2000 on parle d'électricité d'origine renouvelable, propre, sûre, verte.. etc. Selon une communication[2] (2013) de la Commission européenne, « La contribution de l'électricité d'origine renouvelable le à l'objectif de durabilité consiste non seulement en réductions des émissions de gaz à effet de serre, mais aussi en réductions des émissions atmosphériques de substances polluantes et en une diminution des besoins en eau de refroidissement par rapport aux formes d'énergie conventionnelles. L'électricité d'origine renouvelable contribue en outre à l'objectif de diversification de l'approvisionnement et d'utilisation plus efficace des ressources » Nature C'est le mouvement des charges électriques de la matière qui est à l'origine de l'électricité. Comme la masse, la charge électrique — propriété intrinsèque de la matière — permet d'expliquer l'origine de certains phénomènes. Si personne n'a jamais observé directement une charge électrique, les scientifiques remarquent des similitudes de comportement de certaines particules : ils en déduisent que ces particules partagent des caractéristiques communes, dont les propriétés coïncident avec leurs observations. Contrairement à la masse, deux types de charges électriques se comportent comme si elles étaient « opposées » l'une à l'autre : Par convention, l'une est dite « positive » et l'autre « négative ». Un atome possède une charge positive lorsque le nombre de protons est supérieur au nombre d'électrons. Forces générées par deux atomes chargés Deux charges de nature opposée s'attirent Deux charges de même nature (ici deux charges positives) se repoussent Des charges, égales, de natures opposées s'annulent : une particule qui possède autant de charges positives que négatives se comporte comme si elle n'en possédait aucune. On dit qu'elle est «électriquement neutre». Électricité statique Article détaillé : Électrostatique. Dans la nature, les électrons sont des porteurs de charges négatives et les protons des porteurs de charges positives. Les atomes qui composent la matière ordinaire comprennent des électrons qui se déplacent autour d'un noyau composé de protons et de neutrons, ces derniers étant électriquement neutres. Lorsque le nombre d'électrons est égal au nombre de protons, l'ensemble est électriquement neutre. Il est question d'électricité statique lorsqu'il n'y a pas de circulation des charges électriques. Expérimentalement cela est généralement obtenu en utilisant des matériaux dans lesquels les charges sont « piégées », des matériaux isolants comme le plastique, le verre, le papier… qui résistent à la circulation des charges[3]. Quand on frotte certains matériaux entre eux, les électrons superficiels des atomes de l'un sont arrachés et récupérés par les atomes de l'autre. Par exemple : • une tige de verre frottée sur un tissu de soie se charge positivement, car les atomes du verre perdent des électrons au bénéfice de la soie Électricité 3 • un ballon de baudruche frotté sur des cheveux secs se charge négativement, car il capte des électrons des cheveux secs. • une règle en plastique frottée sur le tissu d'un vêtement se charge négativement, elle peut alors attirer des petits morceaux de papier. la règle modifie, par influence électrostatique, la répartition des charges dans le papier : les charges négatives de la règle repoussent les charges négatives à l'autre extrémité du morceau de papier et attirent les charges positives des atomes du papier. Dans l'industrie, l’utilisation de sources de 241Am, émetteur alpha, sous forme de rubans placés en fin de machines de production (de papiers, plastiques, textiles synthétiques) à quelques millimètres du matériau permet en rendant l’air avoisinant conducteur, de supprimer l’accumulation d’électricité statique. Courant électrique Article détaillé : Courant électrique. Certains matériaux sont dits conducteurs de l’électricité (métaux, l'eau salée, le corps humain ou le graphite...), quand ils permettent aux charges électriques de se déplacer facilement. Lorsqu'on marche sur une moquette, le frottement des pieds sur le sol arrache des électrons et le corps se charge d'électricité statique. Si l'on touche alors une poignée de porte métallique, on ressent une petite décharge électrostatique accompagnée d'une étincelle, causée par le déplacement brutal des charges électriques qui s'écoulent vers le sol à travers les matériaux conducteurs de la porte. Cet écoulement, ou courant, est dû au fait qu'il existe à ce moment une différence de charges électrique entre le corps et le sol ; cette différence de charges est désignée par l'expression différence de potentiel; la sensation ressentie provient du courant électrique généré par la différence de potentiel existante entre la poignée et le corps humain. On en déduit que : • la moquette est un générateur de tension électrique et un isolant. • le corps humain et la poignée de porte sont des conducteurs d’électricité. Pour créer un courant électrique, il faut donc un circuit de matériaux conducteurs qui permettra aux charges électriques de se déplacer ; et un système capable de créer une différence de potentiel entre les deux extrémités du circuit. Ce système est appelé un générateur : ce peut être par exemple une pile, une dynamo ou un alternateur. Sens du courant Dans un circuit électrique, on dit que le courant électrique, noté « I », circule entre les électrodes depuis le pôle positif vers le pôle négatif du générateur. Ce sens est purement conventionnel puisque le courant peut aussi bien être causé par des charges positives (manque d’électron) qui seront attirées par le pôle négatif du générateur, que par des charges négatives (les électrons) qui se déplaceront en sens inverse, vers le pôle positif, cependant on s’intéresse essentiellement au déplacement des électrons qui sont les seuls à pouvoir se déplacer (sauf dans des matériaux radioactifs en cours de désintégration). Dans certains cas, des charges positives et négatives se déplacent en même temps et ce double déplacement est responsable du courant électrique global. C'est le cas dans les solutions ioniques, où les cations et les anions se déplacent dans des sens opposés, uploads/Industriel/ electricite 4 .pdf