D’un point de vue historique : 

 

Électricité est un mot provenant du grec êlektron signifiant ambre jaune. Les anciens Grecs avaient découvert qu’en frottant l’ambre jaune, celui-ci produisait une attirance sur d’autres objets et, parfois des étincelles. Ils ont donc appelé cette force électricité.

Monsieur Du Fay dit Charles-François de Cisternay, en 1733 découvre les charges positives et négatives, observe les interactions entre ces charges. Mais c'est Coulomb qui énonce les premières lois physiques.

L'électricité se développe progressivement pendant le XXe siècle, d'abord dans l'industrie, l'éclairage public et le chemin de fer avant d'entrer dans les foyers. Différents moyens de production de l'électricité se développent : Centrales hydrauliques, thermiques, éoliennes , puis nucléaires...

 

D’un point de vue physique :

 

C’est grâce à la force électrique que deux charges électriques se repoussent si elles sont de même signe et s’attirent si elles sont de signe opposé. L’intensité de cette force décroît comme l’inverse du carré de la distance séparant les deux charges.

 

Les matériaux on des comportements différent  face à l’électricité, La couche périphérique d'un atome ne peut pas posséder plus de huit électrons. Les propriétés électriques dépendent des électrons de la couche périphérique.

 

  

Fig. 2.3 Représentation des couches périphériques.

Schéma tiré de  « Electrotechnique / ? Editions de la Dunanche / septembre 2000 »

 

 

 

Les bons conducteurs ont leur dernière couche incomplète. Ils céderont facilement leurs électrons. Les isolants quant à eux ont leur dernière couche saturée ou presque saturée. Ils accepteront peu d'électrons.

 

Certains matériaux ont autant d'électrons à prendre qu'à donner pour avoir leurs couches saturées. Ces matériaux portent le nom de semi-conducteurs. Ils sont des éléments dont la dernière couche est formée de 4 électrons. Ils sont dits tétravalents.

 

 

Sur Terre, on connait l’électricité sous plusieurs formes :

 

 

-          Tout d’abord, la plus connue est l’électricité qui se trouve dans notre maison, ou tous nos appareils électroménagers. L’électricité dans tous métaux, est due à la migration d’électrons (chargés négativement) vers un pôle positif.

 

 

-          On distingue ensuite l’électricité dans un liquide, du à la migration d’ions (atomes ayant gagné ou perdu un ou plusieurs électrons)

 

 

 

-          Dans la nature, la foudre est une énorme décharge électrique due à l'accumulation d'électricité statique dans les nuages.

  

 

 

-          Les circulations de charges électriques interviennent dans de nombreux phénomènes naturels, et notamment dans les réactions chimiques d’oxydoréduction comme la combustion.

 

 

-          Tous les êtres vivants produisent de l'électricité pour animer les muscles ou pour  transmettre de l’information par l'influx nerveux des nerfs

 

 

-          Plus globalement, le champ électromagnétique terrestre est lui aussi créé par des courants électriques circulant dans le noyau de notre planète.

 

 

Le phénomène électrisant

 

 

Dans la pratique, nous avons remarqué que l'énergie électrique est une transformation, non sans pertes, d'énergie mécanique magnétique, chimique ou lumineuse.

 

 

            Dans notre cas, seul le phénomène de transformation d’énergie mécanique en énergie électrique est pertinent.

 

 

Il existe plusieurs types de générateurs électriques susceptibles de transformer une énergie mécanique en énergie électrique. Ils produisent soit des tensions continues (qui ne changent pas de sens au cours du temps), soit des tensions alternatives (dont le sens change avec le temps).

 

-          Une dynamo est un générateur de tension continue

 

-          Un alternateur est quand a lui un générateur de tension alternative.

 

 

Nous allons donc étudier leurs fonctionnements :

 

Comme toutes les machines tournantes, les machines électriques à courant continu sont constituées d'un stator et d'un rotor. Le stator crée un champ magnétique longitudinal fixe à l'aide d'enroulements ou d'aimants permanents. Le rotor est constitué d'un ensemble de bobines reliées à un collecteur rotatif. Le collecteur rotatif permet d'inverser la polarité du champ magnétique créé par le stator avant que celui-ci ne soit en phase avec celui créé par le rotor. Grâce à ce dispositif, les champs rotoriques et statoriques  sont toujours en quadrature provoquant ainsi la rotation du rotor.

 

 

Qu’es que l’électricité
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