Synthèse
Définition : Ce qu'il faut retenir ...
Résumons nous :
Le courant électrique est un débit d'électrons. On note \(~I = {\Delta Q \over \Delta t } \) .\( \newline\)
La tension électrique est comparable à une pression électrique engendrée par un générateur de tension qui agit comme une pompe à électrons. Comme ce générateur impose des concentrations de charges différentes, il impose une différence de potentiel électrique. Ce qui engendre un champ électrique E. .\( \newline\)
La force électrostatique a pour expression\( ~F = k \cdot {{q_1 \cdot q_2} \over {d^2}}\) .\( \newline\)
Si on note\(~E = k \cdot {{q_2} \over {d^2}}\) il vient que\(~F = q_1 \cdot E \).\( \newline\)
Le travail de cette force sur une distance L vaudra \(W(F) = F \cdot L = q_1 \cdot E \cdot L = q_1 \cdot U\) car \(U = E \cdot L\) si on considère E uniforme et L aligné sur la direction du champ. \(\newline\)
La tension électrique peut donc être vue comme l'énergie nécessaire pour déplacer 1 coulomb de charge. En mécanique quantique on utilise comme unité d'énergie l'électron-volt (eV). \(\newline\)
Comme\( ~q_1= I \cdot t ~\)on peut noter \(~W(F) =U \cdot q_1\) ou \(~W(F) =U \cdot I \cdot t \).\( \newline\)
Comme la puissance électrique est le quotient de l'énergie par le temps on peut écrire \(P_{élec} = U\cdot I\) . La puissance est toujours le produit d'une grandeur effort par un grandeur flux. \(\newline\)
La résistance électrique provient des multiples collisions des élections libres au sein du matériau. Ces collisions échauffent le matériau. Sa valeur selon la loi géométrique vaut\( ~R = {{\rho \cdot L} \over S}\) . \(\newline\)
La loi d'ohm précise que \(U = R \cdot I\) .\( \newline\)
Il y a beaucoup d'électrons libres dans un conducteur et la vitesse de dérive des électrons est très faible (quelques millimètres par secondes). Ce ne sont donc pas les électrons eux-mêmes qui transmettent la puissance électrique mais la transmission d'un champ électro-magnétique qui se déplace à deux tiers de la vitesse de la lumière. En résumé : les électrons se déplacent lentement, mais l'énergie, elle, voyage vite — portée non par la matière, mais par les champs qui l'entourent. \(\newline\)