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Pour la plupart des gens, l'électricité est une force mystérieuse qui apparaît en quelque sorte comme par magie lorsque nous actionnons un interrupteur ou branchons un appareil. Pourtant, alors que la science derrière le flux d'électricité est très complexe, les bases du flux électrique, ou du courant, sont faciles à comprendre si vous apprenez certains termes et fonctions clés. Il permet également de comparer le flux d'électricité à travers les fils avec le flux d'eau à travers les tuyaux. Bien que l'analogie ne soit pas parfaite, de nombreuses caractéristiques du flux électrique dans les fils du circuit sont similaires au flux d'eau dans un système de plomberie.
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Electrons en mouvement
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Ce que nous appelons le courant électrique se produit au niveau des particules parmi les atomes d'un matériau conducteur - dans un circuit domestique, c'est le câblage en cuivre. Dans chaque atome, il existe trois types de particules: les neutrons, les protons (qui portent une charge électromagnétique positive) et les électrons (qui portent une charge négative). La particule importante ici est l'électron, car il a la caractéristique unique de pouvoir se séparer de son atome et se déplacer vers un atome adjacent. C'est ce flux d'électrons qui crée le courant électrique - le saut d'électrons chargés négativement d'un atome à l'autre.
Comment fonctionnent les générateurs
Qu'est-ce qui envoie les électrons en mouvement? La physique est compliquée, mais essentiellement, le flux électrique dans les fils du circuit est rendu possible par un générateur utilitaire (une turbine alimentée par le vent, l'eau, un réacteur atomique ou la combustion de combustibles fossiles). En 1931, Michael Faraday a découvert que des charges électriques étaient créées lorsqu'un matériau conducteur d'électricité (fil métallique) se déplace dans un champ magnétique. Voici le principe de fonctionnement des générateurs modernes: les turbines, qu'elles soient alimentées par des chutes d'eau ou de vapeur créées par des réacteurs nucléaires, font tourner d'énormes bobines de fil métallique à l'intérieur d'aimants géants, provoquant ainsi le flux de charges électriques.
Avec ce champ électrique massif de charges positives et négatives établi, les électrons dans les fils à travers le réseau électrique sautent en action et commencent à circuler en cadence avec le champ électrique. Lorsque vous actionnez un interrupteur d'éclairage ou branchez une lampe ou un grille-pain, vous êtes en fait en train de puiser dans un grand flux d'électrons à l'échelle du service public qui est tiré et poussé par des générateurs de services publics qui peuvent être à des centaines de kilomètres.
Les générateurs électriques sont parfois assimilés à des pompes à eau - ils ne créent pas l'électricité (tout comme une pompe à eau ne crée pas d'eau), mais ils rendent possible le flux d'électrons.
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Courant = flux d'élecricité
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Le terme courant désigne le simple flux d'électrons dans un circuit ou un système électrique. Vous pouvez également comparer le courant électrique à la quantité ou au volume d'eau qui coule dans une conduite d'eau. Le courant électrique est mesuré en ampères ou en ampères.
Courant alternatif contre courant continu
Le courant électrique existe en deux types: courant alternatif (AC) et courant continu (DC). Techniquement, le courant continu circule dans une seule direction, tandis que le courant alternatif inverse la direction. Au quotidien, le courant alternatif est la forme d'électricité créée par le générateur qui fait fonctionner les lumières, les appareils et les prises de courant dans votre maison, tandis que le courant continu est la forme d'énergie fournie par les batteries. Par exemple, vos lampes de poche sont des systèmes CC, tandis que les prises de votre maison utilisent un système CA.
De nombreuses sources d'énergie renouvelables telles que les générateurs solaires et éoliens produisent de l'électricité CC qui est convertie en CA pour une utilisation à la maison. La batterie d'une automobile est un système CC utilisé pour démarrer le moteur, mais une fois le moteur démarré, le système électrique de l'automobile possède un alternateur qui commence à créer un courant alternatif pour faire fonctionner les différents systèmes.
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Tension = pression
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La tension, également connue sous le nom de force électromotrice , est souvent définie comme la pression des électrons dans un système. Elle peut être comparée à la pression de l'eau dans un tuyau. Les circuits standard de votre maison transportent soit environ 120 volts (la tension réelle peut varier entre environ 115 à 125 volts) ou 240 volts (plage réelle: 230 à 250 volts). La plupart des luminaires et des prises sont alimentés par des circuits de 120 volts, tandis que les sécheuses, cuisinières et autres gros appareils utilisent généralement des circuits de 240 volts.
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Puissance = débit
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Le terme puissance désigne la vitesse à laquelle l'énergie électrique est dissipée ou consommée. La quantité totale d'énergie consommée par le système électrique de votre maison est lue via le compteur électrique de la société de services publics. Elle est mesurée en kilowattheures ou 1 000 wattheures, et c'est ainsi que vous êtes facturé.
Chaque appareil électrique, tel qu'un luminaire ou un appareil, a un taux d'utilisation mesuré en watts. Par exemple, une ampoule de 100 watts brûlant pendant 10 heures utilise un kilowatt-heure d'électricité.
Les ampères, les volts et les watts existent dans une relation mathématique les uns avec les autres, exprimés comme suit: Watts = Volts x Amps
Si un appareil est évalué à 120 volts et 10 ampères, il utilisera jusqu'à 1 200 watts lorsqu'il fonctionne: 120 volts x 10 ampères = 1 200 watts.
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Ohms = résistance
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Les ohms sont la mesure de la résistance au flux d'électrons à travers un matériau conducteur. Plus la résistance est élevée, plus le flux d'électrons est faible. Cette résistance provoque la génération d'une certaine quantité de chaleur dans le circuit. La raison pour laquelle un sèche-cheveux souffle de l'air chaud, par exemple, est due à la résistance du câblage interne, qui produit de la chaleur. Et c'est la résistance dans les minuscules fils d'une ampoule à incandescence qui la fait chauffer et briller de lumière. C'est également une résistance qui peut surchauffer une rallonge si elle est utilisée sur un appareil qui consomme trop de courant.
Dans le câblage du circuit, une résistance excessive peut surcharger un circuit et provoquer un incendie électrique. Étant donné que les mauvaises connexions causées par des éléments comme des bornes à vis desserrées et la corrosion sont probablement des coupables, les connexions électriques doivent être vérifiées régulièrement pour assurer la sécurité d'un système électrique.
