module 2: l ÉlectricitÉ 2. le magnétisme 3. les circuits électriques 4. l énergie dans les...
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Module 2: L ’ÉLECTRICITÉ
• 2. Le magnétisme
• 3. Les circuits électriques
• 4. L ’énergie dans les circuits électriques
• 5. La conservation de l ’énergie
• 6. L ’énergie et ses transformations
• 7. Le Québec et l ’électricité
Le magnétisme
• Les matériaux•magnétiques
attiré/repoussé par un aimant
attiré par un objet en fer
•ferromagnétiques
•non-magnétiques
attiré par un aimant
sans effet sur un aimantsans effet sur un objet en fer
Les matériaux magnétiques SONT des
aimants.
Les matériaux magnétiques SONT des
aimants.
Le magnétisme (résumé)
Subs. magnétiqueSubs.
ferromagnétique
Subs. magnétique
Subs. ferromagnétique
? ?
? ?
attraction
répulsionattraction
attraction aucun effet
Aimants
Aimants
Les formes d ’un champ magnétique
• d ’un aimant droit
NS
Les formes d ’un champ magnétique
d ’un aimant en forme de U
N
S
NS
Le champ magnétique natureld’une boussole
attractionattractionattractionattractionattractionattractionattraction
SUITE ….
L ’aiguille d ’une boussole (la pointe
NORD) pointe TOUJOURS vers un
sud… magnétique
Le champ magnétique natureld’une boussole
Le champ magnétique naturelde la terre
Nord
Sud magnétiqueNord géographique
Sud
Nord magnétiqueSud géographique
La loi des pôlesles pôles semblables
Nord Sud
répulsion
Nord Sud
répulsion
La loi des pôlesles pôles contraires
NordSud
attraction
Nord Sud
attraction
Le champ magnétique autour d’un fil droit
Le champ magnétique autour d’un fil droit
Dans la loi de la main droite….
le pouce indique le sens du courant électrique
les doigts indiquent le sens du champ magnétique
le pouce courant électrique
les doigts champ magnétique
Le champ magnétique autour d’un solénoïde
NordSud
Le champ magnétique autour d’un solénoïde
I
I
Nord
Sud
Le champ magnétique autour d’un solénoïde
Dans la loi de la main droite….
le pouce indique le NORD
les doigts indiquent le sens du courant électrique
le pouce NORD
les doigts courant électrique
Un solénoïde efficace
Fer
Fer
Nickel
Nickel
Cobalt
Cobalt
Ampèremètre
Intensité
Les circuits électriques
• Les conducteurs et les isolants
• La conductibilité des fils conducteurs
• La mesure de l’intensité
• La mesure de la tension
• La conductance
• La résistance
• (suite…..)SUITE ….
Les circuits électriques(suite…)
• La résistance équivalente (circuit série)
• La résistance équivalente (circuit parallèle)
• L ’erreur dans la mesure
• Les lois de Kirchhoff
Les conducteurs et les isolants
Les conducteursélectriques sont...
les métauxles électrolytes
les acidesles basesles sels
solides
liquides
La conductibilité des fils conducteurs
Mauvais conducteur==> trop long
Mauvais conducteur==> diamètre trop petit
Mauvais conducteur==> en nichrome
BON CONDUCTEUR==>
COURT, GROS DIAMÈTRE,
EN CUIVRE ET TORSADÉ
La mesure de l ’intensité
A1A2=
(Ampères)
La mesure de l ’intensité(Ampères)
Dans un circuit, l ’ampèremètre se place en série.
La mesure de la tension
V1
V2
(volts)
La mesure de la tension (volts)
Dans un circuit, le voltmètre se place
en parallèle.
La conductance
G=I
ULa conductance se mesure en Siemens
Inte
nsi
té
(A)
Tension (V)
10 volts5 ampères
10987654321
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
=
0,5 Siemens
La résistance
R=U
ILa résistance se mesure en Ohms
Intensité (A)
Ten
sion
(V)
10 volts
5 ampères
10987654321
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
= 2 Ohms
(suite…..)
La conductance est l’inverse de la résistance !!!G=1/R ou G = I/U
2 Siemens = 1/2 Ohm
La résistance est l’inverse de la conductance !!!R=1/G ou R =U/I
2 Ohms = 1/2 Siemens
La résistance équivalente (circuit série)
R1 = 50
R2 = 100
RE = R1 + R2
RE = 50 + 100
RE = 150 La résistance équivalente d ’un circuit série est toujours plus grande que la plus grande des résistances.
La résistance équivalente (circuit parallèle)
1 1 1
1 2R R RE
1
50
1
100
1
RE
2
100
1
100
3
100
1
RE
RE 100
333 3333,
R1 = 50
R2 = 100
La résistance équivalente d ’un circuit parallèle est toujours plus petite que la
plus petite des résistances.
L ’erreur dans la mesure
L ’erreur absolue correspond à LA MOITIÉ de la plus petite graduation 5volts
2= 2,5 volts
L ’erreur absolue
35 2,5 Volts
L ’erreur dans la mesure
L ’erreur relative correspond au pourcentage (%) d ’erreur
L ’erreur relative
35 2,5 Volts
2,5 X 10035
7, … %
35 Volts 7 %
L’intensité et la tensiondans les circuits séries.
Dans un circuit série, l ’intensité (Ampère) est la même partout.
Dans un circuit série, la tension totale (Volts) est répartie sur
chacun des éléments du circuit.
1A
1A 1A 1A
9V
3V 3V 3V
Dans un circuit parallèle, la tension (Volts) est la même partout.
Dans un circuit parallèle, l ’intensité totale (Ampère) est répartie sur chacun des éléments du circuit.
L’intensité et la tensiondans les circuits parallèles.
9 V
9 V
9 V
9 V
3 A
1 A
1 A
1 A
Première lecture:8203 X 10 = 82030 kWh
Seconde lecture: 9415 X 10 = 94150 kWh
94150 kWh- 82030 kWh=========12120 kW•h
94150 kWh- 82030 kWh=========12120 kW•h
$$$ Le coût de l ’électricité $$$$
60 jours plus tard8 2 03
9 4 15
Suite ….
$$$ Le coût de l ’électricité $$$$(suite)
12120 kW•h
x 0,052 $/kWh
La consommation en kW•hLa consommation en kW•h
Le tarif en vigueurLe tarif en vigueur
630,24 $
$$$ Le coût de l ’électricité $$$$(suite)
Quel est le coût d ’utilisation d’une
ampoule électrique de 100 Watts allumée
durant 200 heures ?
100 W = 0,1 kW
0.1 kW x 200 heures x 0,05 $/kWh = 0,10 $
L ’énergie électrique.
L ’énergie électrique se calcule avec la formule: E= U x I x E= U x I x tt
Quelle est l ’énergie électrique dégagée par une prise de courant de 110 V qui débite 15 ampères pendant
5 minutes ?
U = 110 VI = 15 A t = 5 min. (300 s)
110 V x 15 A x 300 s = 495 000 Joules495 kJoules
E = U x I x t
L ’énergie électrique se mesure en JOULES.
Ce sont des WATTS x secondes.
L ’énergie thermique
L ’énergie thermique se calcule avec la formule: Q= m x c x Q= m x c x tt
Quelle est l ’énergie thermique absorbée par une bouilloire
contenant 2 litres d’eau qui passe de 20°C à 100°C ?
m = 2 litres (2000 grammes)c = 4,19 J/g°C t = 80°C (100-20) 2000 g x 4,19J/g °C x 80°C = 670 400Joules670,4 kJoules
Q = m x c x t
L ’énergie thermique se mesure en JOULES.
NB:. c ==>correspond à la chaleur massique. C ’est une constante qui est
égale à 4,19 J/g°C pour l ’eau.
L ’énergie et ses transformations
L ’énergie électrique se transforme en….
Énergie thermique … dans … un grille pain
Énergie lumineuse … dans … une ampoule électrique
Énergie potentielle … dans … un ascenseur
Énergie cinétique … dans … un moteur électrique
Énergie chimique … dans … une pile rechargeable
Le Québec et l’électricitéEffet de serre et
pluies acides
Centrale au charbon
chimique thermique cinétique électrique
Le Québec et l’électricité
Énergie renouvelable
Centrale hydroélectrique
potentielle cinétique électrique
Inondations de terres
cultivables
Le Québec et l’électricitéCentrale au diesel
Effet de serre et
pluies acides
chimique thermique cinétique électrique
Technologie très simple à installer
et à entretenir
Le Québec et l’électricitéCentrale au nucléaire
thermique cinétique électriquenucléaire
Produits des déchets
radioactifs
Produit BEAUCOUP d’énergie
Le Québec et l’électricitéCentrale au éolienne
cinétique des hélices électriqueCinétique de l ’air
Energie propre et
renouvelable
La source d’énergie n’est pas constante
Fin du module 2