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Ud 05 les_mecanismes

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Voyage en électricité 2
Nous abordons aujourd’hui les degrés supérieurs de nos hautes études électriques, alors, résumons les choses pour ceux qui n’étaient pas là. Dès que sur une source de tension « U » mesuré en Volt on branche une résistance « R » mesurée en Ohms, il passe un courant « I », il passe un courant I et U, un courant I mesuré en Ampères. Oui d’accord on sait bien que les électrons vont du moins au plus mais les messieurs qui avaient découvert l’électricité ne connaissaient pas encore les électrons. Ils avaient décidé que l’électricité allait du plus au moins et avaient basé toutes leurs formules là-dessus. Comme on a gardé leurs formules, on a gardé aussi le sens conventionnel du courant qu’ils avaient choisi. Le courant est le même en tout point du circuit sans ça ce ne serait pas un circuit mais ces trois grandeurs sont excessivement liées. Par exemple « R » étant fixe, si « U » augmente, « I » augmente. Si c’est « U » qui est fixe, quand « R » augmente alors là, « I » diminue. De sorte que dans tout circuit élémentaire dès qu’on connait deux quelconques variables on calcule facilement la troisième. Ceci grâce à un petit jeu de construction fort simple qui vous permet de retrouver toutes les formules dont on a besoin.
Mais ça c’est le b.a.-ba. Maintenant petit intermède, j’ai un poste à transiter qui marche sur 6 volts hors monsieur Volta n’a que des piles de 1,5 volts à nous proposer. Mais je sais bien qu’en empilant (c’est le cas de le dire) quatre piles dans le bon sens, j’aurai mes 6 volts et ma musique. J’ai fait ce qu’on appelle un branchement en série. Les tensions des générateurs s’ajoutent. Si je mettais mes piles comme ceux-ci, là les tensions ne s’ajouteraient pas, c’est ce qu’on appelle un branchement en parallèle ou en dérivation. Série ou parallèle, les deux façons de brancher des générateurs dans un circuit. Côté résistance c’est exactement pareil, il y a deux façons de les brancher, en série ou en parallèle. En série elles s’ajoutent, en parallèle alors là on verra. Deux résistances de 6 ohms par exemple misent en série dans notre circuit cela fait un total de 12 ohms et sous 6 volts toujours il va passer un courant de un 1/2 ampère ou de 500mA si vous préférez. C’est pas la peine de réveiller monsieur Ampère pour savoir ça, par contre si monsieur Volta veut bien mesurer des tensions sur notre circuit il trouvera 6 volts de là à là c’est évident mais de là à là il ne trouvera que 3 volts et les 3 qui manquent il les trouvera de là à là. Moralité deux résistances égales en série on divisée la tension en deux ceci parce que notre truc reste valable entre deux points quelconque de n’importe quel circuit et les tensions aux bornes comme on les appellent de deux résistances égales parcourues par un même courant sont évidemment égales.
Et maintenant les parallèles. Si une résistance de 6 ohms sous 6 volts laisse passer un courant de 1 ampère il y a fort à parier que deux résistances de 6 ohms en parallèle laisseront passer un courant de 2 ampères à elles deux. Cette fois monsieur ampère peut venir nous confirmer. En série, deux résistances égales se partagent la tension, en parallèle elles se partagent le courant et comme notre truc reste toujours valable on peut calculer qu’à elles deux elles font le même office qu’une seule résistance de 3 ohms. Ainsi quand deux résistances égales sont mises en série, elles font une résistance totale deux fois plus grande. Mises en parallèle, elles font une résistance équivalente deux fois plus petite. Et quand elles ne sont pas égales, qu’est-ce qu’elles vont faire à votre avis ? Vous trouverez peut-être d’ici la prochaine fois.

Base de l'électricité

Des messieurs très bien à une certaine époque découvrir l'électricité.
Ils avaient des rondelles de métal et des « toffes » trempées dans un acide qu'ils empilaient les unes sur les autres, cela faisait une pile de rondelles, une pile électrique. Ils dirent l'électricité, ça doit être quelque chose qui sort par un fil et qui rentre par l'autre. Alors ils écrivirent plus d'un côté et moins de l'autre et décidèrent que l'électricité allait du plus vers le moins. Mais alors tout à fait au hasard. Pour savoir au juste il aurait fallu voir de près les atomes des fils. Aujourd'hui grâce à notre caméra spéciale nous sommes en mesure mesdames et messieurs de vous présenter ici quelques atomes qui ont bien voulu venir dans notre studio pour nous expliquer.
Un atome c'est d'abord un noyau avec des charges positives plus autour viennent tourner des charges électriques moins, ce sont les électrons. Quand il y a autant de plus que de moins les charges électriques s'annulent, l'atome est électriquement neutre.
Mais les électrons sont de nature assez baladeuse alors dès qu'il manque un électron il y a une charge plus qui n'est plus annulée, l'atome n'est plus neutre il devient positif et plus il lui manque d'électron plus l'atome est positif. Il n'aura qu'une envie l'atome bien sûr c'est de récupérer des électrons. Ces électrons baladeurs ont les appelle des électrons libres. Seulement des électrons qui se promènent au hasard ce n'est pas cela qui fait de l'électricité utile. Et supposons qu'on ait deux fils de cuivre avec entre les deux une sorte d'aspirateur à électron. D'un côté on aura beaucoup d'électrons libres, c'est le côté moins, de l'autre côté il en manquera, les atomes seront positifs c'est le côté plus.
Il y a entre les deux fils ce qu'on appelle une différence de potentiel, des volts. Pourquoi des volts? Ah oui, le monsieur qui avait inventé la pile électrique s'appelait monsieur Volta. Et plus il manque d’électrons d'un côté, plus la différence de potentiel est grande, plus il y a de volts.
Tout le long des fils bien sûr les atomes n'auront qu'une envie c'est de récupérer les électrons qui sont dans l'autre fil. Nous on va les laisser passer les électrons, on va leur faire un passage mais très très étroit. Le filament d'une lampe par exemple, alors les électrons se précipitent, ça se pressent, ça se bousculent, les atomes du filament ne savent plus où donner de la tête, cela frotte cela chauffe, cela fait de la lumière. On a un courant d’électrons qui va du moins vers le plus. Et oui nos messieurs s’étaient un peu trompé de sens il faut dire qu’il ne savait pas encore ce que c’était que des électrons. D’un côté donc une pompe à électrons, un générateur, de l’autre un récepteur, c'est-à-dire un appareil où les électrons passent en faisant de l’énergie (ampoule, radiateur, moteur électrique, etc.) mais si on récupère de l’énergie d’un côté il faut bien en fournir de l’autre côté au générateur. Dans les piles c’est de l’énergie chimique, un acide attaque un métal, quand l’acide est usé il n’y a plus de volt. On peut aussi utiliser l’énergie solaire. On peut aussi faire tourner un aimant devant une bobine, là il faut de l’énergie mécanique, c’est un peu comme cela mais en plus compliqué que fabriqué l’électricité qui arrive chez vous. Mais n’essayez pas de savoir où est le plus et où est le moins, c’est un courant qui change de sens tout le temps, du courant alternatif mais ça on en reparlera.