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Courant électrique

1) Le circuit électrique

Un circuit est constitué d'un générateur qui est la source de courant


     un circuit fermé
 
schématisation de ce circuit
(pile, accumulateur, dynamo...) et d'un ou plusieurs récepteurs (lampe, fer à repasser, radiateur, machine à laver...). Les bornes de ces appareils sont reliées entre elles par des conducteurs (fils de cuivre, lames de laiton...) pour constituer un circuit fermé c'est-à-dire ininterrompu.

2) Les effets du courant
Dans la leçon précédente le courant se manifestait par de la lumière (étincelles, éclair), par du bruit (tonnerre, crépitement) ou par des sensations désagréables. Il s'agissait de décharges électriques, de l'électricité à l'état brut. Mais quels sont les effets d'un courant qui circule sagement dans les fils d'un circuit?

  Effet thermique:
Le courant électrique provoque l'échauffement de tous les conducteurs qu'il traverse. On appelle ce phénomène l'effet Joule.
Le dégagement de chaleur est variable, il dépend de la nature et de la grosseur du conducteur ainsi que de l'intensité (grandeur) du courant.
Dans le filament d'une lampe à incandescence, le dégagement de chaleur entraîne une élévation très grande de la température (plus de 2500°C). Le filament émet alors une lumière vive.

Principales applications: appareils de chauffage et d'éclairage

  Effet magnétique:
Une boussole placée près d'un fil parcouru par le courant est perturbée. Si l'on permute les bornes du générateur, la perturbation s'inverse. Voir expérience de l'aiguille d'Oersted.

Principales applications: Les électro-aimants, les moteurs électriques

  Effet chimique:
Lorsqu'un courant électrique circule dans un liquide conducteur (électrolyte), il se produit des réactions chimiques au niveau des électrodes (conducteur solide en contact avec le liquide): dégagement gazeux, dépôt d'un métal...
Si on permute les bornes du générateur, on observe que les réactions s'inversent.

Principales applications: Recharge des accumulateurs, galvanoplastie.

3) Nature du courant




  La pile et sa force électromotrice: Entre les deux  bornes d'une pile existe  continuellement une  différence de densité des  électrons libres: La  borne négative  possède une  concentration  d'électrons plus forte que la  normale  tandis que  la borne positive est  déficitaire en  électrons. 
 Si un circuit électrique est relié à la pile, les  électrons libres  du circuit sont
attirés par la  borne positive, repoussés  par la borne  négative de la pile. Ils circulent de la borne    moins vers la borne plus à l'extérieur du  générateur.

 La différence de potentiel (ou tension électrique)  qui existe  ainsi entre les bornes de la pile est  encore appelée force électromotrice car elle  est capable de mettre en  mouvement les  électrons libres du circuit.
 Dans le schéma ci-contre, les points rouges  symbolisent les électrons libres se déplaçant  dans les fils. 
 Le "tuyau" plus fin représente le filament de la  lampe.
 Les électrons se déplacent très lentement dans  les fils de  connexion (souvent quelques fractions  de millimètre par  seconde) . La vitesse est plus  grande dans le filament, ce  qui provoque son  échauffement.

3) Sens conventionnel du courant

Les effets magnétiques et chimiques s'inversent lorsqu'on permute les bornes du générateur. Les savants qui ignoraient la réalité de l'électron ont donc été amené à choisir arbitrairement un sens au courant. Il ont choisi celui qui part de la borne positive vers la borne négative, c'est-à-dire l'inverse du sens de déplacement des électrons.
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