Électricité

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Électricité est un mot qui vient du grec élecktron qui signifie ambre jaune. Les anciens Grecs avaient découvert qu’en frottant l’ambre jaune, celle-ci produisait une attirance sur d’autres objets et parfois des étincelles. Ils ont donc appelé cette force électricité, sous cette forme elle est dite « statique ».

L’électricité est une manifestation énergétique due aux différentes charges de la matière. La charge électrique est une des propriétés de la matière, celle-ci respecte une loi de conservation.

Il y a deux types de charges électriques :

La charge positive est engendrée par les protons, les positrons et les trous d’électron.
La charge négative, due aux électrons.

Par expérience on démontre : que des objets porteurs de charges identiques se repoussent et, que ceux porteurs de charges opposées s’attirent : Coulomb en a déduit la loi de Coulomb, qui décrit quantitativement la force d’attraction ou de répulsion provoquée par les charges électriques.

L’unité de charge du système international (SI) est le coulomb.

Sommaire

1 Historique

2 Convention et Pratique

3 Vitesse de l’électricité

4 Les différents domaines de l’électricité

5 Phénomènes électriques naturels

6 Phénomènes électriques parasites

7 Les applications humaines

8 La production d'électricité

9 Les métiers de l’électricité

10 Notes

11 Voir aussi

12 Liens externes

Historique

Vers l’an -600, Thalès de Milet découvre l’électricité statique en frottant de l’ambre avec de la laine ou des peaux.

Au XVIIe siècle, William Gilbert, médecin de la reine d’Angleterre, donne le nom d’électricité au phénomène.

En 1752, Benjamin Franklin démontre que la foudre est un phénomène dû à l'électricité.

En 1799, Alessandro Volta invente la pile électrique en empilant alternativement des disques de métaux différents (cuivre, zinc) séparés par des disques de feutre imbibés d’acide.

En 1820, Hans Christian Orsted découvre la relation entre électricité et magnétisme, dont les lois seront décrites par André Marie Ampère, Michael Faraday, Jean-Baptiste Biot et Félix Savart, pour être finalement mise en forme par James Clerk Maxwell.

En 1897, Joseph John Thomson découvre l’électron.

Convention et Pratique

Dans la pratique, l’électricité est désignée comme courant électrique. Par analogie avec l’eau circulant dans des tuyaux, l’électricité circule dans des conducteurs (fils).

Par convention le courant électrique circule du pôle positif vers le pôle négatif. Ce sens s'entend, en dehors des générateurs d’électricité donc dans les câbles d’alimentation et les appareils.

Vitesse de l’électricité

Le sujet de la vitesse de l’électricité n’est pas si évident qu’il ne paraît.

Il faut distinguer deux phénomènes :

la vitesse de l’information,
la vitesse des charges.

Vitesse de l’information : c’est la vitesse de mise en marche de l’électron.
- On prend l’image d’une file de voitures arrêtées à un feu rouge. Lorsque le feu passe au vert, la première voiture démarre, puis une seconde après la seconde voiture démarre, puis une seconde après la troisième… Si l’on estime qu’il y a une voiture tous les 4 mètres, on voit que l’information se déplace à une vitesse 4 m/s. Cette vitesse est différente de la vitesse des voitures, 50 km/h en ville soit 14 m/s.
- Pour le courant électrique, la vitesse de l’information est la vitesse de la lumière dans le milieu, soit environ 226 000 km/s dans l’eau¹ (courant électrique dans une solution saline) et 273 000 km/s dans le cuivre¹ (courant électrique dans un fil). En effet, lorsque l’on ferme l’interrupteur, on crée un champ électrique, et cette variation de champ électrique se propage à c. Ainsi, dans le cas d’une ampoule reliée à un interrupteur par un fil de cuivre de 10 m, l’ampoule s’allume 4·10^-8 secondes après la fermeture de l’interrupteur, ou 40 nanosecondes ou encore quatre centièmes de millionième de seconde.

Les charges, elle, se déplacent beaucoup plus lentement, environ 60 cm par heure dans un fil de cuivre.
- Ainsi, lorsque l’on allume la lumière, ce n’est pas l’électron qui passe par l’interrupteur qui passe ensuite par l’ampoule ; en fait, le courant domestique étant alternatif (50 ou 60 Hz selon les pays), les électrons font des aller-retours 50 à 60 fois par seconde quasiment sur place.
- Les électrons sont les maillons d’une chaîne reliant la centrale électrique et l’ampoule; quand on tire une charge avec une chaîne, le maillon que la main tient ne rencontre jamais la charge.