Électricité

Pylône de transport d'électricité à haute tension

L'électricité est un phénomène physique lié à la matière.
Les électrons sont des particules qui entrent dans la composition des atomes. Les électrons se déplacent lors de réactions chimiques. Ces flux d'électrons, par analogie au courant d'une rivière, ont été nommés courant électrique. C'est l'un des moyens les plus utilisés de transmettre de l’énergie.

Un circuit électrique transporte de l'énergie fournie par un générateur vers un récepteur qui convertit l'énergie électrique en une autre forme d'énergie : énergie mécanique (mouvement) grâce à un moteur mis en jeu par l'interaction électromagnétique, énergie thermique (chaleur) ou même énergie chimique pour transformer des matériaux (par exemple, produire des métaux à partir de minerai). De son côté, un générateur fait l’inverse : c'est un objet qui transforme une forme d'énergie quelconque (solaire, chimique, thermique, etc.) en énergie électrique.

Les charges électriques sont présentes dans certains composants de la matière. Il existe deux types de particules chargées :

L’étude des phénomènes électriques s’appelle :

Le courant électrique se transmet très vite : plusieurs milliers de kilomètres par seconde. Pourtant, les électrons (qui sont son support), eux, n'avancent pas très vite : ils s’agitent beaucoup, mais en faisant de minuscules allers et retours autour de leur position et, par conséquent, ils n’« avancent » en moyenne que de quelques centimètres à quelques mètres par seconde ! La propagation du courant est néanmoins possible car ces électrons se poussent et se cognent les uns les autres, et l’énergie qu’ils transportent se propage à travers ces chocs ; de la même façon, si l'on tire brusquement sur une longue corde déjà tendue, le coup va se sentir à l'autre bout beaucoup plus vite que la corde aura avancé.

L’électricité est un moyen très pratique et très important dans notre société pour transporter l'énergie nécessaire à de nombreuses utilisations : éclairage, appareils ou machines comportant un moteur électrique, électronique, ou appareil de chauffage.

Production d'électricité

Produire de l'électricité consiste à utiliser une autre forme d'énergie, pour la transformer énergie électrique. Plusieurs sortes d'énergie sont actuellement utilisées pour la production d'électricité.

Éoliennes.

Il faut noter que l'électricité peut difficilement se stocker, à la différence des autres formes d'énergie. La production doit donc être égale à la consommation. On ne peut pas produire de l'électricité à l'avance.

Avantages et défauts

Tous les systèmes qui produisent de l'énergie électrique ont leurs avantages et leurs défauts. Certains sont très polluants alors que d'autres ne le sont pas, on parle alors de sources d'énergie propres. Certaines sources d'énergie sont dites renouvelables (sources d'énergie qui ne s'épuisent jamais) alors que d'autres sont des sources d'énergie épuisables. L'utilisation de certaines sources d'énergie est parfois très coûteuse. Enfin, certains systèmes peuvent produire une très grande quantité d'énergie électrique.

Distribution de l'électricité

Grâce à un réseau de câbles conducteurs, l'électricité est distribuée dans les maisons, les usines, partout où un appareil électrique existe. Pour faciliter le transport depuis les lieux de production, des lignes à haute tension existent. La tension y est de plusieurs centaines de milliers de volts. Ce sont de véritables autoroutes pour l'électricité. La tension électrique existant entre les conducteurs de ces lignes est convertie plusieurs fois dans des transformateurs. La valeur de la tension utilisée par les particuliers est 230 volts, en France et dans l'Union européenne, ou de 110 volts aux États-Unis et dans quelques autres pays.

Importance de l'électricité

Autrefois, pour répartir l'énergie dans un atelier ou une usine, on utilisait des systèmes mécaniques, principalement des poulies et des courroies ce qui provoquait souvent des accidents. De plus, l'énergie ne se transportait pas loin. C'est pourquoi ces ateliers et ces usines étaient construits proches des sources d'énergies : aux bords des cours d'eau ou encore proches des sources de combustibles qui permettaient de faire fonctionner des machines à vapeur comme les grandes forêts ou les mines de charbon. L'électricité permet de transporter l'énergie sur de longues distances avec des pertes assez faibles.

Certains métaux, comme l'aluminium, ne peuvent être produits que par électrolyse c'est-à-dire grâce à l'électricité.

Notre monde moderne est très dépendant de l'électricité. Pour s'en convaincre, il faut essayer d'imaginer ce que serait une journée sans lumière électrique, sans train électrique, sans ascenseur, sans air conditionné (dans les pays chauds), sans usine... Avoir de bonnes sources d'électricité est un souci de première importance pour tous les gouvernements du monde.

Grandeurs et unités

Pour étudier l'électricité ou travailler sur ses applications, on se sert de plusieurs grandeurs et unités :

Selon le domaine étudié, on peut trouver plus souvent des multiples de ces unités : milliampères (mA), microfarads (µF), mégawatts (MW), etc.

Dates importantes des découvertes sur l'électricité

Qui a inventé l'électricité ?

L'électricité existe depuis aussi longtemps que le monde, avec la foudre par exemple ; par contre, elle a été découverte petit à petit et on a inventé des moyens de la produire et de l'utiliser.

L'électricité statique est connue depuis l'Antiquité.

En 1800, est officialisée l'invention de la première pile électrique par Alessandro Volta. En 1821, Michael Faraday réalise un appareil faisant tourner un petit objet avec de l'électricité, qui est un ancêtre des moteurs électriques. Par la suite, toujours au XIXe siècle, il y a eu des progrès très importants, et à la fin de ce siècle, on commençait à installer des lignes de chemin de fer électrifiées : ce qui veut dire qu'entre 1821 et 1900, on a appris à produire du courant en grande quantité, à le transporter sur de longues distances et à faire des moteurs puissants.

Le savais-tu ?
De l'électricité dans le corps
Tous les animaux et les êtres humains produisent de l'électricité pour animer les muscles ou pour transmettre de l’information par les nerfs !
Article mis en lumière la semaine du 7 mai 2007, la semaine du 25 juin 2007.
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