Physique-Chimie — Seconde
Électricité — Courant et tension — Initiation — Seconde
Courant électrique, tension, résistance, loi d'Ohm et circuits simples.
Par ProfBot
Électricité — Initiation — Seconde Physique-Chimie
🎯 Objectif : Comprendre les grandeurs électriques fondamentales et les lois des circuits simples.
1. Le courant électrique
Le courant électrique est un déplacement ordonné de porteurs de charges.
- Dans les conducteurs métalliques : déplacement d'électrons (dans le sens contraire du courant conventionnel)
- Dans les solutions ioniques : déplacement d'ions
Intensité du courant :
I = Q/t (en Ampères A)
Q : charge en Coulombs (C)
t : temps en secondes (s)
Mesure : avec un ampèremètre (en série dans le circuit)
2. La tension électrique
La tension électrique (ou différence de potentiel) entre deux points A et B :
UAB = VA - VB (en Volts V)
Mesure : avec un voltmètre (en dérivation, en parallèle)
3. Résistance et loi d'Ohm
La résistance s'oppose au passage du courant.
Loi d'Ohm :
U = R × I
| Grandeur | Symbole | Unité |
|---|---|---|
| Tension | U | Volt (V) |
| Résistance | R | Ohm (Ω) |
| Intensité | I | Ampère (A) |
Code couleur : chaque bague de couleur indique un chiffre ou un multiplicateur.
4. Conventions de signe
Convention récepteur : le courant entre par la borne + du récepteur Convention générateur : le courant sort par la borne + du générateur
5. Circuits en série
I = même dans tous les composants
U_total = U₁ + U₂ + … + Uₙ
R_éq = R₁ + R₂ + … + Rₙ
Caractéristique : si un composant est en panne (circuit ouvert), tout le circuit est coupé.
Exemple : guirlandes lumineuses en série → une ampoule grillée = tout éteint.
6. Circuits en parallèle (dérivation)
U = même aux bornes de chaque branche
I_total = I₁ + I₂ + … + Iₙ
1/R_éq = 1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/Rₙ
Caractéristique : si une branche est coupée, les autres fonctionnent encore.
Exemple : prises électriques dans une maison (toutes à 230 V).
7. Lois de Kirchhoff (introduction)
Loi des nœuds (un nœud = jonction de fils) :
Somme des courants entrants = Somme des courants sortants
Loi des mailles (une maille = boucle fermée) :
Somme algébrique des tensions = 0
8. Puissance et énergie
P = U × I [Watts, W]
E = P × t [Joules, J]
1 kWh = 3,6 × 10⁶ J
Effet Joule : l'énergie électrique dissipée dans une résistance se transforme en chaleur.
P_Joule = R × I²
📝 Exercices
- Une résistance de 100 Ω sous 12 V. Courant ? Puissance dissipée ?
- Deux résistances en série (R₁=200Ω, R₂=300Ω) sous 10 V. R_éq, I, U₁ et U₂ ?
- Deux résistances en parallèle (R₁=600Ω, R₂=400Ω). R_éq ?
- Loi des nœuds : I₁=0,5A et I₂=0,3A arrivent à un nœud. I₃ sort. Calculer I₃.
- Ampoule 60 W allumée 5 h. Énergie consommée en kWh ?
✅ À retenir
U = RI (loi d'Ohm)
Série : R_éq = R₁+R₂ même courant tensions s'additionnent
Parallèle : 1/R_éq = 1/R₁+1/R₂ même tension courants s'additionnent
P = UI E = Pt P_Joule = RI²
Ampèremètre : en série Voltmètre : en parallèle