L'électricité : êtes-vous au courant ?

 

Le circuit simple > Les trois paramètres d'un circuit

Introduction1Conducteurs et isolants, une simulation2Conducteurs, semi-conducteurs et isolants3Les semi-conducteurs et la technologie4La résistance, ça se calcule5La résistance électrique6Quelques calculs7Quelques résistances8Le courant électrique9L'intensité du courant10Qu'est-ce qui détermine l'intensité du courant ?11La loi d'Ohm12Exercice sur la loi d'Ohm13Ohmique ou non ohmique, une question de température14Résumé15Conclusion16

L'intensité du courant


L'intensité d'un courant électrique est la quantité de charges électriques qui traversent un point d'un circuit par unité de temps. On exprime cette relation par l'équation suivante :
I = \frac{Q}{\Delta t}

La lettre I symbolise l'intensité du courant. On l'exprime en ampères (A) en l'honneur du physicien français André-Marie Ampère (1775-1836).

La lettre Q symbolise la quantité de charges électriques. On l'exprime en coulombs (C) en l'honneur de l'ingénieur et physicien français Charles Coulomb (1736-1806). Bien que les électrons soient les porteurs de la charge élémentaire, celle-ci est tellement petite qu'on a recours à une unité plus pratique : le coulomb (C). Une charge électrique d'un coulomb équivaut à un surplus ou à un manque de 6,25 \times 10^{18} électrons.

La charge d'un électron en coulombs est de 1,6 \times 10^{-19}\ \mathrm{C}, soit l'inverse de 6,25 \times 10^{18}.


L'expression Δ t symbolise l'intervalle de temps pendant lequel le courant a circulé. On l'exprime en secondes. Le symbole Δ est la majuscule de la lettre delta, le D de l'alphabet grec, et signifie l'accroissement de la variable qu'il précède.

Un élément de circuit est soumis à un courant d'un ampère lorsqu'il est traversé par une charge d'un coulomb à chaque seconde :

I = \frac{Q}{\Delta t}

1\ \mathrm{A} = 1\ \frac{\mathrm{C}}{\mathrm{s}}

Quelques exemples :

Le filament d'une ampoule de 60 W est soumis à un courant de 0,5 A.
L'intensité du courant qui alimente l'élément chauffant d'une bouilloire électrique de 1 500 W est de 12,5 A.
Un four à micro-ondes de 700 W utilise un courant de 5,8 A.

Si vous utilisez un four à micro-onde pendant 3 minutes, la quantité de charge consommée aura été de :

Q = I \Delta t

Q = 5,8\ \mathrm{A} \times 3,0\ \mathrm{min} = 5,8\ \frac{\mathrm{C}}{\mathrm{s}} \times 3,0\ \mathrm{min} \times 60\ \frac{\mathrm{s}}{\mathrm{min}}

Q = 1\ 044\ \mathrm{C}

L'ampère-heure

L'ampère-heure est une unité de charge. Son symbole est A.h. On l'utilise au lieu du coulomb pour exprimer la charge d'une pile ou d'une batterie. C'est le produit de l'intensité d'un courant par le temps d'utilisation exprimé en heures : Q = I \Delta t

Par exemple, une batterie de 60 A.h pourra fournir idéalement un courant de : 60 A pendant 1 heure, 10 A pendant 6 heures, 1 A pendant 60 heures, 0,5 A pendant 120 heures, etc.

Une charge de 1 A.h équivaut à :

Q = I \Delta t

Q = 1\ \mathrm{A} \times 1\ \mathrm{h} = 1\ \frac{\mathrm{C}}{\mathrm{s}} \times 3\ 600\ \mathrm{s} = 3\ 600\ \mathrm{C}

Exemple de calcul d'un temps d'utilisation

Une petite voiture téléguidée est alimentée par un accumulateur de 1,5 A.h. Combien de temps pourra-t-elle fonctionner si son moteur exige un courant moyen de 4,5 A ?

En isolant la variable \Delta t dans l'équation I = \frac{Q}{\Delta t},

on obtient :

\Delta t = \frac{Q}{I} = 1,5\ \mathrm{A \cdot h} \div 4,5\ \mathrm{A} = 0,33\ \mathrm{h}

soit environ 20 minutes.

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© SOFAD 2008

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