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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Quantités de base de courant électrique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / L'électricité pour les débutants La quantité d'électricité et l'intensité du courant. Les effets du courant électrique peuvent être forts ou faibles. L'intensité du courant électrique dépend de la quantité de charge qui traverse le circuit au cours d'une certaine unité de temps. Plus les électrons se déplacent d’un pôle à l’autre de la source, plus la charge totale transférée par les électrons est grande. Cette charge nette est appelée quantité d’électricité passant par un conducteur. En particulier, l’effet chimique du courant électrique dépend de la quantité d’électricité, c’est-à-dire que plus la charge traversant la solution électrolytique est importante, plus la substance se déposera sur la cathode et l’anode. À cet égard, la quantité d'électricité peut être calculée en pesant la masse de la substance déposée sur l'électrode et en connaissant la masse et la charge d'un ion de cette substance. L'intensité du courant est une quantité égale au rapport de la charge électrique traversant la section transversale du conducteur au temps de son passage. L'unité de charge est le coulomb (C), le temps se mesure en secondes (s). Dans ce cas, l'unité de courant est exprimée en C/s. Cette unité est appelée ampère (A). Afin de mesurer le courant dans un circuit, un appareil de mesure électrique appelé ampèremètre est utilisé. Pour être inclus dans le circuit, l'ampèremètre est équipé de deux bornes. Il est connecté en série au circuit. Tension électrique. Nous savons déjà que le courant électrique est le mouvement ordonné de particules chargées – les électrons. C'est le mouvement. est créé à l’aide d’un champ électrique, qui effectue une certaine quantité de travail. Ce phénomène est appelé travail du courant électrique. Afin de déplacer plus de charge dans un circuit électrique en 1 s, le champ électrique doit effectuer plus de travail. Sur cette base, il s'avère que le travail du courant électrique devrait dépendre de la force du courant. Mais il existe une autre valeur dont dépend le travail du courant. Cette quantité est appelée tension. La tension est le rapport entre le travail effectué par le courant dans une certaine section d'un circuit électrique et la charge circulant dans la même section du circuit. Le travail actuel est mesuré en joules (J), la charge - en coulombs (C). À cet égard, l’unité de mesure de la tension deviendra 1 J/C. Cette unité s'appelait le volt (V). Pour qu’une tension apparaisse dans un circuit électrique, une source de courant est nécessaire. Lorsque le circuit est ouvert, la tension est présente uniquement aux bornes de la source de courant. Si cette source de courant est incluse dans le circuit, une tension apparaîtra également dans certaines sections du circuit. À cet égard, un courant apparaîtra dans le circuit. Autrement dit, nous pouvons dire brièvement ce qui suit : s'il n'y a pas de tension dans le circuit, il n'y a pas de courant. Afin de mesurer la tension, un instrument de mesure électrique appelé voltmètre est utilisé. Dans son apparence, il ressemble à l'ampèremètre mentionné précédemment, à la seule différence que la lettre V est inscrite sur l'échelle du voltmètre (au lieu de A sur l'ampèremètre). Le voltmètre a deux bornes à l'aide desquelles il est connecté en parallèle au circuit électrique. Résistance électrique. Après avoir connecté divers conducteurs et un ampèremètre au circuit électrique, vous remarquerez que lors de l'utilisation de différents conducteurs, l'ampèremètre donne des lectures différentes, c'est-à-dire que dans ce cas, l'intensité du courant disponible dans le circuit électrique est différente. Ce phénomène peut s’expliquer par le fait que différents conducteurs ont une résistance électrique différente, qui est une grandeur physique. Il a été nommé Ohm en l'honneur du physicien allemand. En règle générale, des unités plus grandes sont utilisées en physique : kilo-ohm, méga-ohm, etc. La résistance d'un conducteur est généralement désignée par la lettre R, la longueur du conducteur est L et la section transversale est S. Dans ce cas, la résistance peut être écrite sous la forme d'une formule : R = R * L/S, où le coefficient p est appelé résistivité. Ce coefficient exprime la résistance d'un conducteur de 1 m de long et de section égale à 1 m2. La résistivité est exprimée en Ohm x m. Étant donné que les fils ont généralement une section transversale plutôt petite, leurs surfaces sont généralement exprimées en millimètres carrés. Dans ce cas, l'unité de résistivité sera Ohm x mm2/M. Dans le tableau ci-dessous. La figure 1 montre les résistivités de certains matériaux. D'après le tableau. 1, il devient clair que le cuivre a la résistivité électrique la plus faible et que l'alliage métallique a la plus élevée. De plus, les diélectriques (isolants) ont une résistivité élevée. Capacité électrique. On sait déjà que deux conducteurs isolés l'un de l'autre peuvent accumuler des charges électriques. Ce phénomène est caractérisé par une grandeur physique appelée capacité électrique. La capacité électrique de deux conducteurs n'est rien d'autre que le rapport de la charge de l'un d'eux à la différence de potentiel entre ce conducteur et le voisin. Plus la tension lorsque les conducteurs reçoivent une charge est faible, plus leur capacité est grande. L'unité de capacité électrique est le farad (F). En pratique, des fractions de cette unité sont utilisées : microfarad (μF) et picofarad (pF). Si vous prenez deux conducteurs isolés l’un de l’autre et que vous les placez à une courte distance l’un de l’autre, vous obtiendrez un condensateur. La capacité d'un condensateur dépend de l'épaisseur de ses plaques ainsi que de l'épaisseur du diélectrique et de sa perméabilité. En réduisant l'épaisseur du diélectrique entre les armatures du condensateur, la capacité de ce dernier peut être considérablement augmentée. Sur tous les condensateurs, outre leur capacité, la tension pour laquelle ces appareils sont conçus doit être indiquée. Tableau 1. Résistivité électrique de certains matériaux
Travail et puissance du courant électrique. D’après ce qui précède, il est clair que le courant électrique fait un certain travail. Lorsque les moteurs électriques sont connectés, le courant électrique fait fonctionner toutes sortes d'équipements, déplace les trains sur les rails, éclaire les rues, chauffe la maison et produit également un effet chimique, c'est-à-dire permet l'électrolyse, etc. On peut dire que le travail du courant dans une certaine section du circuit est égal au produit du courant, de la tension et du temps pendant lequel le travail a été effectué. Le travail se mesure en joules, la tension en volts, le courant en ampères, le temps en secondes. À cet égard, 1 J = 1 V x 1 A x 1 s. Il s'ensuit que pour mesurer le travail du courant électrique, trois instruments doivent être utilisés à la fois : un ampèremètre, un voltmètre et une horloge. Mais c’est fastidieux et inefficace. Par conséquent, le travail du courant électrique est généralement mesuré à l’aide de compteurs électriques. Cet appareil contient tous les appareils ci-dessus. La puissance du courant électrique est égale au rapport du travail du courant au temps pendant lequel il a été effectué. La puissance est désignée par la lettre « P » et est exprimée en watts (W). En pratique, on utilise des kilowatts, des mégawatts, des hectowatts... Afin de mesurer la puissance du circuit, il faut se munir d'un wattmètre. Les ingénieurs électriciens expriment le travail du courant en kilowattheures (kWh). Auteur : Smirnova L.N.
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