Courant électrique

1) Le circuit électrique

Un circuit est constitué d'un générateur qui est la source de courant (pile, accumulateur, dynamo...) et d'un ou plusieurs récepteurs (lampe, fer à repasser, radiateur, machine à laver...). Les bornes de ces appareils sont reliées entre elles par des conducteurs (fils de cuivre, lames de laiton...) pour constituer un circuit fermé c'est-à-dire ininterrompu.

	un circuit fermé	schématisation de ce circuit

2) Les effets du courant

Dans la leçon précédente le courant se manifestait par de la lumière (étincelles, éclair), par du bruit (tonnerre, crépitement) ou par des sensations désagréables. Il s'agissait de décharges électriques, de l'électricité à l'état brut. Mais quels sont les effets d'un courant qui circule sagement dans les fils d'un circuit?

Effet thermique:Le courant électrique provoque l'échauffement de tous les conducteurs qu'il traverse. On appelle ce phénomène l'effet Joule. Le dégagement de chaleur est variable, il dépend de la nature et de la grosseur du conducteur ainsi que de l'intensité (grandeur) du courant. Dans le filament d'une lampe à incandescence, le dégagement de chaleur entraîne une élévation très grande de la température (plus de 2500°C). Le filament émet alors une lumière vive. Principales applications: appareils de chauffage et d'éclairage.  Effet magnétique: Une boussole placée près d'un fil parcouru par le courant est perturbée. Si l'on permute les bornes du générateur, la perturbation s'inverse. Voir expérience de l'aiguille d'Oersted. Principales applications: Les électro-aimants, les moteurs électriques  Effet chimique: Lorsqu'un courant électrique circule dans un liquide conducteur (électrolyte), il se produit des réactions chimiques au niveau des électrodes (conducteur solide en contact avec le liquide): dégagement gazeux, dépôt d'un métal... Si on permute les bornes du générateur, on observe que les réactions s'inversent. Principales applications: Recharge des accumulateurs, galvanoplastie.

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3) Nature du courant

La pile et sa force électromotrice:Entre les deux bornes d'une pile existe continuellement une différence de densité des électrons libres: La borne négative possède une concentration d'électrons plus forte que la normale tandis que la borne positive est déficitaire en électrons. Si un circuit électrique est relié à la pile, les électrons libres du circuit sont attirés par la borne positive, repoussés par la borne négative de la pile. Ils circulent de la borne moins vers la borne plus à l'extérieur du générateur.La différence de potentiel (ou tension électrique) qui existe ainsi entre les bornes de la pile est encore appelée force électromotrice car elle est capable de mettre en mouvement les électrons libres du circuit. Dans le schéma ci-contre, les points rouges symbolisent les électrons libres se déplaçant dans les fils. Le "tuyau" plus fin représente le filament de la lampe. Les électrons se déplacent très lentement dans les fils de connexion (souvent quelques fractions de millimètre par seconde) . La vitesse est plus grande dans le filament, ce qui provoque son échauffement.

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3) Sens conventionnel du courant

Les effets magnétiques et chimiques s'inversent lorsqu'on permute les bornes du générateur. Les savants qui ignoraient la réalité de l'électron ont donc été amené à choisir arbitrairement un sens au courant. Il ont choisi celui qui part de la borne positive vers la borne négative, c'est-à-dire l'inverse du sens de déplacement des électrons.