LE COURANT ELECTRIQUE CONTINU

OBJECTIFS

Connaitre la nature du courant électrique

Mesurer l’intensité du courant électrique

Connaitre et appliquer la loi des nœuds

PHYSIQUE 20 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

CHAPITRE

❽

Plusieurs courants passe à travers ces fils

enchevêtrés. Qu’est-ce donc un courant

électrique et quelle est sa nature ?

Le courant électrique

1.1. Électrisation par frottement

1.2. Porteurs de charges

1.3. Sens conventionnel du courant électrique

1.4. Le courant électrique dans les électrolytes

COURS

Électriser un corps solide par frottement revient à lui apporter ou lui

retirer des électrons en le frottant par un autre corps.

1

Doc.1 en frottant un

tube en PVC, il

s’électrise en captant

des électrons négatifs

Doc.2 les cheveux de

cette fille se redresse

suite à son électrisation

Les porteurs de charges sont de deux types :

- Les porteurs de charges négatives

- Les porteurs de charges positives

Les porteurs de charges du même signe se repoussent, et

les porteurs de charges de signes opposés s’attirent

Dans un circuit, le courant électrique circule à l’extérieur d’un

générateur du pole + vers le pole -

Dans une électrolyte, le courant électrique est un déplacement

simultané des cations dans le sens conventionnel du courant, et

des anions dans le sens contraire au sens conventionnel.

PHYSIQUE 21 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

Doc.3. sens conventionnel

du courant électrique

COURS

1.5. Le courant électrique dans les métaux

L’intensité du courant électrique

2.1. Quantité d’électricité

Dans les conducteurs métalliques, le courant électrique est un

déplacement des électrons dans le sens contraire du sens

conventionnel

2

La quantité d’électricité est la quantité de charges

électriques déplacée par les électrons. Elle est notée Q :

Q = |q| = N.α.e

α : le nombre de charges élémentaires

N : le nombre de porteurs de charges

e : la charge élémentaire = 1,6.10-19 C

Q s’exprime en Coulomb (C).

Retenir

Exemple Au cours de l’électrolyse d’une solution de sulfate de cuivre II,

soient Np le nombre de cations (Cu2+) et Nn (SO2-4) le nombre

d’anions qui passe au travers d’une section donnée (S) de

l’électrolyseur. Quel est la quantité d’électricité ayant passé au

travers de (S) ?

Réponse :

qp =+2e : charge de l’ion cuivre II

qn = -2e : charge de l’ion sulfate

la quantité d’électricité Q qui a traversé la section (S) :

Q = Np.|qp|+Nn.|qn|

PHYSIQUE 22 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

COURS

2.1. L’intensité du courant électrique continu

2.2. Mesure de l’intensité d’un courant électrique

Quantité d’électricité et charge électrique

La quantité d’électricité a été introduite pour mesurer le « trafic »

des charges électriques. Dans son expression, la nature des

porteurs des charges n’apparait pas.

La charge électrique, elle, est une grandeur algébrique, positive

ou négative selon la nature des porteurs des charges.

Remarque

L’intensité d’un courant électrique continu est la quantité d’électricité qui

passe au travers d’une section donnée de conducteur pendant l’unité

de temps :

Q Ne

It t

Q s’exprime en coulomb (C), t en seconde (s) et I en ampère (A).

Remarque La relation .Q I t permet de définir une autre unité de la

quantité d’électricité appelée l’ampèreheure (Ah). Ah

représente la quantité d’électricité qui passe à travers la

section d’un circuit électrique parcouru par courant d’intensité

I pendant une heure :

1 3600 CAh

L’ampèremètre est l’appareil servant à mesurer les intensités de courant

électrique. L’ampèremètre se branche en série dans un circuit. Il ne se

branche jamais seul aux bornes d’un générateur. Un ampèremètre

possède souvent plusieurs calibres pour étendre son domaine

d’utilisation

Doc.4. ampèremètre à

aiguille possédant

plusieurs calibres

Chapitre ❽ : Le courant électrique continu PHYSIQUE 23

COURS 2.2.1. Ampèremètre à aiguille

Pour une intensité de courant électrique à l’aide d’un ampèremètre à

aiguille ayant plusieurs calibres, on utilise la relation suivante :

0

C nI

n

n : la déviation de l’aiguille

n0 : le nombre de graduations du cadran

C : le calibre utilisé

Exemple Calculer l’intensité du courant électrique mesuré par l’ampèremètre

ci-dessous, sachant que le calibre utilisé est C=100mA

Remarque Le calibre est l’intensité du courant indiquée par l’ampèremètre

quand son aiguille s’arrête sur la dernière graduation.

L’incertitude absolue :

La mesure de l’intensité du courant électrique s’accompagne

toujours d’une incertitude (erreur) du à l’appareil et à la lecture

de l’intensité (erreur du parallaxe). L’incertitude dépend de la

classe de l’appareil, il se calcule en utilisant la relation :

100

C classeI

La valeur de l’intensité s’écrit donc sous la forme : ( )I I

24 Chapitre ❽ : Le courant électrique continu

PHYSIQUE

COURS

2.2.2. Ampèremètre digital

Intensité du courant dans un circuit

3.1. Circuit série

3.2. Circuit dérivé

3.2. Circuit dérivé

L’incertitude relative

L’incertitude relative définie la précision de l’ampèremètre, elle se

calcule par la relation : I

I

Plus l’incertitude relative est petite, plus l’appareil est précis

L’ampèremètre digital possède des calibres différents et permet

d’afficher directement l’intensité mesurée.

Doc.5 ampèremètre

digital 3

L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit série.

Loi des nœuds : L’intensité du courant principal est égale à la somme des

intensités des courants dérivés : 1 2 3 ...... nI I I I I

25 PHYSIQUE Chapitre ❽ : Le courant électrique continu