Présentation
INTRODUCTION
L'électricité est une énergie complexe et son installation nécessite des savoirs et du savoir-faire. Une installation électrique bien conçue, adaptée au lieu et conforme aux normes, assure le confort quotidien et limite les risques.
Comment fonctionne un circuit électrique ? Comment représenter un schéma conventionnel ? Quelles sont les propriétés des composants de base ? Notions, unités, règles de calcul,… Une bonne connaissance des lois physiques et des éléments est essentielle pour comprendre le fonctionnement d’un réseau et le concevoir efficacement.
Dans ce présent article, nous décrirons en premier lieu les principales grandeurs (masse, force et énergie) afin d’introduire les grandes lois physiques qui régissent l’électricité, en particulier les lois de Newton et de Coulomb qui définissent les forces d’attraction entre des particules chargées électriquement.
Dans un second temps, nous définirons les notions de base de l’électricité telles que le courant (alternatif, continu, triphasé,…), la tension, l’intensité ou encore la résistance. Les unités de mesure respectant le système conventionnel international seront également présentées.
Enfin, nous détaillerons les schémas présentant l’électricité dans les maisons d’habitation et dans les autres locaux réservés à un usage professionnel, privé ou accessible au public.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version courante de déc. 2024 par Thibault FOURCADE
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I - Courant continu – Courant alternatif
A - Le courant continu
Caractéristiques, sens du courant, vitesse de propagation
Aussi bien à l’époque de la découverte du courant électrique, qu’après, dans la période de la réalisation de sa distribution, on a commencé avec le courant continu.
Le courant continu est aussi le plus simple à présenter et à comprendre :
- le sens d’écoulement est le même (il ne change pas) ;
- la valeur instantanée est constante ;
- la tension et le courant sont en phase (pas de décalage).
Au début de l’étude de la conduction de l’électricité, les scientifiques ont adopté un sens conventionnel du courant : le sens de déplacement des charges positives.
Plus tard, on a mis en évidence que ce sont plutôt les électrons – particules chargées négativement –, qui se déplacent dans les métaux et qui permettent la circulation des courants électriques. En effet, dans un conducteur métallique, les particules mobiles sont des électrons peu liés aux atomes auxquels ils appartiennent. Lorsqu’une tension est appliquée aux extrémités du conducteur, elle provoque le déplacement de ces électrons et donne naissance au courant électrique.
Il ne faut pas croire, cependant, que le même électron quittant le pôle négatif de la source va partir dans le circuit pour finir sa course au pôle positif. Le courant électrique est un déplacement des électrons qui se transmet d’atomes à atomes tout au long du circuit.
Cela explique la grande vitesse de propagation du courant électrique (vitesse qui avoisine celle de la lumière) tandis que la vitesse de déplacement des électrons est nettement inférieure.
Représentation graphique
Dans la représentation graphique,
, la valeur instantanée du courant continu est caractérisée par une ligne droite horizontale :
U = U nom
La valeur instantanée est invariable dans le temps ( cf . Fig. 1 ).
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Notions de base
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