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Première version: 22/11/2002
Dernière version: 2016-02-13

# Électricité (page 1/4)
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## Préambule

Je ne referais pas un énième cours sur l'électricité comme on en trouve des milliers sur internet, je considère que le lecteur a au moins quelques notions, même si la plupart seront revues, et je m'oriente vers l'explication des différents outils électriques (allumage, moteurs) rencontrés sur une automobile.

Et comme vous pourrez des cours de base bien plus complet sur internet, je vais m'autoriser à créer une "nouvelle" électricité :
En effet, il y a un truc qui me gave depuis le début, et qui à mon sens empêche la plupart des gens de bien comprendre, c'est l'inversion du sens du courant par rapport au flux électronique, suite à une erreur commise par Faraday (on n'a admis l'électron que 80 ans après la découverte de l'électromagnétisme). Vous allez me dire que c'est qu'une question de convention, que de toute façon les charges électriques s'attirent mutuellement, qu'en alternatif ça compte plus et gnan gnan gnan, le problème c'est que dans les circuits étudiés il n'y a qu'un seul type de charge qui se déplace, les électrons, et le sens retenu pour le courant est l'inverse de ce dernier, ce qui n'est pas malin. En plus, l'idée de prendre les signes + et - permettait à la base de déterminer avec les équations le sens de déplacement du flux étudié, dans la plupart des applications le flux d'électrons. Autant s'en servir dans le bon sens!
Je vais donc inverser dans ce cours le signe des charges, à savoir que l'électron (entité du flux électrique) est de signe + (positif, pour montrer sa présence) et l'absence d'électron, donc la charge du noyau de l'atome (proton), notée - (négative, pour l'absence).
Du coup, il suffit de prendre une batterie et d'écrire - là où c'est écrit +, et d'écrire + sur le -. Au lieu de sortir du -, les électrons sortent désormais du +.
Le sens du courant est désormais le même que celui des électrons (il va toujours du + au - par analogie avec la pesanteur et le fait que si on laisse faire les choses elles vont naturellement vers une perte de potentiel), et les dessins et équations restent les mêmes que celles de l'électricité conventionnelle. Seul le sens du champ magnétique sous l'effet d'un courant est inversé, et en électronique tout ce qui est polarisé est inversé, comme les diodes, condos électrolytiques et transistors.
Ça impacte aussi la chimie, il faut juste s'habituer à voir les ions H3O+ s'appeler désormais H3O-!
Autre chose aussi que ça impacte, les équations avec des vecteurs.

Aller, tant qu'à faire, je vais aussi ne plus utiliser intensité mais débit électrique, l'intensité étant un mot réservé à celle du champ (électrique ou magnétique). Et vu que les mêmes notions se retrouvent en électricité et en magnétisme, je ne vais pas dupliquer les termes comme on le fait de manière classique, ce qui complique la compréhension, mais vais préciser à chaque fois si on parle de la partie électrique ou magnétique (c'est plus compliqué pour moi qui doit écrire tout ça!). Et je mettrais un e ou m en indice pour préciser les symboles utilisés.
Je garderais courant pour dire flux électrique.

## Définition des termes

à faire

Il faudra mettre dans le même ordre que pour la page de la théorie des flux, et utiliser les mêmes notations en utilisant les indices e et m pour différencier magnétisme d'électricité.

- Conducteur : C'est un matériau conducteur de l'électricité, c'est à dire possédant des charges électriques faiblement liées au reste du matériau.

- Charge : c'est une particule chargée électriquement. Celles qui participent au courant électrique sont celles qui peuvent se mouvoir. Si l'on prend l'exemple du cuivre, sous l'effet d'un champ électrique il perds 2 électrons. Le noyau, très gros, et du coup chargé négativement (aussi appelé ion Cu2-) ne peut bouger, c'est les 2 petits électrons (chargés positivement) qui vont se déplacer et former ainsi le courant électrique.

- Champ électrique : un champ est un domaine de l'espace avec une valeur affectée en chaque point, par exemple une valeur magnétique ou de tension. Le champ électrique est tout l'espace placé entre une charge positive et une charge négative, c'est à dire que si on plaçait une charge électrique (un électron par exemple) dans un champ électrique, l'électron se déplacerait le long des lignes de force électriques jusqu'à la charge négative (le proton du noyau par exemple). Comme c'est un champ, les lignes de forces peuvent exister dans le vide.

- Courant électrique : C'est un déplacement de charge par secondes (la charge étant mesurée en coulomb, c'est dQ/dt). On peut aussi le voir comme la quantité de charge traversant une section du circuit pendant une seconde. Il n'est donc pas lié à la vitesse des charges (on peut très bien avoir beaucoup de charges lentes ou alors peu de charges rapides, le courant sera le même, c'est à dire qu'en une seconde on aura x charges qui seront passées à travers notre surface fictive).

- Sens du courant électrique : Le sens du courant va du plus vers le moins (il tombe, par analogie hydraulique), dans le sens du courant d'électron.

- Bipôle magnétique : dans le domaine du magnétisme, c'est l'équivalent de la charge électrique, sauf qu'on ne peut avoir un monopôle tout seul, il y a forcément une sortie du champ magnétique du côté nord et une entrée du côté sud, le champ magnétiques est fermé et se reboucle sur lui-même, sous l'action du potentiel créé par le côté nord et le côté sud.

- Champ magnétique : Le champ magnétique est tout l'espace affecté par un bipôle magnétique, c'est à dire que si on plaçait un monopôle magnétique (un seul pôle nord par exemple, mais rappelez-vous que ça n'existe pas) celui se déplaçerait le long des lignes de force magnétiques jusqu'au pôle sud. Comme c'est un champ, les lignes de forces peuvent exister dans le vide.

- Lignes de forces : ce sont les lignes imaginaires parcourues par le champ magnétiques. Ces lignes sont distinctes les unes des autres et cherchent à s'éloigner le plus possible les unes des autres, tout en essayant de parcourir le chemin le plus court, en ayant un trajet avec des rayons les plus grands possibles.
  Cette tendance à parcourir le chemin le plus court explique les déplacements d'objets magnétiques ou conducteurs du magnétisme comme le fer doux, que les lignes de force tendent à aligner pour réduire la longueur de parcours des lignes.
  Ces lignes ne sont pas réelles et trouvent leur origine dans les premières expériences sur les aimants en utilisant de la limaille de fer. Les lignes visualisées par la limaille de fer ne sont que des discontinuités physiques provoquées par les limailles formant une canalisation pour avoir la ligne de force la plus droite possible. Une deuxième canalisation est créée à côté pour que le flux dans chaque canalisation soit identique.
  Il n'y a pas de lignes de forces magnétiques entre 2 lignes de limailles, le champ magnétique préférant se la couler douce en passant dans la limaille, plus conductrice du magnétisme (le terme scientifique c'est réluctance, comme la résistance électrique d'un conducteur électrique), que dans l'air, qui est presque un isolant magnétique.

- Flux magnétique : Noté Phi, en Weber (Wb) , il correspond à l'ensemble des lignes de forces, donc en gros l'ensemble du champ magnétique. Ce flux magnétique sort d'un pôle Nord pour rejoindre le pôle sud le plus proche. Attention, on ne peut pas avoir de pôle nord tout seul ou de pôle sud tout seul. Le flux qui sort du pôle nord reboucle et rentre du côté du pole sud, pour repartir par le pôle nord, etc. Le flux magnétique tourne donc en permanence et se mord la queue à tout instant.

- Force magnétomotrice : Notée Fm, c'est la force qui tends à établir la circulation du flux magnétique (ou encore le potentiel électrique). Équivalent de la fém en électricité.

- Densité de flux magnétique : Noté B, en Tesla (T). B = Phi / S, avec S une unité de section. C'est la densité du flux magnétique par unité de section. Quand les lignes de force sont très proches les unes des autres, on dit que le flux magnétique est dense, et quand elles sont loin il est peu dense. En effet, la valeur du champ magnétique (son intensité, voir définition suivante) est toujours la même en tout point du champ. B peut être vu comme une force magnétique, plus il y aura de lignes de forces en un endroit et plus cette force sera importante. Ou encore que le flux magnétique canalisé (par exemple dans un noyau magnétique) augmente B.

- Intensité du champ magnétique : notée H, c'est l'équivalent de l'intensité du champ électrique, soit Fm/l.

- Circuit magnétique : matériau dans lequel passe le flux magnétique.

- Réluctance magnétique : c'est la résistance du circuit magnétique au passage du flux magnétique. C'est le coefficient de proportionnalité entre la force magnétomotrice et le flux magnétique qui en résulte. C'est l'équivalent de la résistance électrique.

- Perméance magnétique : c'est l'inverse de la réluctance, c'est l'aptitude d'un circuit magnétique à faire passer le flux magnétique. Il est parfois plus utile de l'employer que la notion de réluctance.

- Perméabilité magnétique : c'est la capacité d'un matériau à faire passer un flux magnétique.

- Sens du champ magnétique : Le champ magnétique par convention va du Nord vers le Sud. Mais en l'absence de compréhension plus poussée de ce champ, il est difficile s'il y a vraiment circulation de charges magnétiques... Noter qu'on pourrait remplacer le mot Nord par +, et Sud par -, tout comme on a su le faire au début de l'électricité entre la charge vitreuse (-) et résineuse (+). Mais il faudrait alors préciser à chaque fois si on parle de pôles électriques ou magnétiques.

- Effets électromagnétiques (EM) : Ils proviennent des effets électriques (dus aux charges électriques) et des effets magnétiques (dus aux lignes de force) qui se combinent entre eux. C'est la somme de chacun des effets élémentaires.

## Etymologie du mot électricité

Classiquement, on nous dit que le mot électricité vient du mot grec "Elektron" signifiant ambre (Thalès avait découvert qu'en frottant de l'ambre sur de la laine il y avait attraction électrostatique). Mais il pourrait aussi venir du mot Electrum, l'alliage or avec 20% d'argent, qui était utilisé par les Egyptiens sur les pyramidions au sommet des pyramides, et sur la pyramide coiffant les obélisques, de même que dans les bijoux magiques enlevant les "ondes subtiles".

Le même alliage était utilisé par les amérindiens.

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