Comprendre l'électricité : Vulgarisation
1 Une autre manière de comprendre l'électricité :
L'électricité est un domaine "abstrait" et non "matériel". De ce fait, il reste souvent incompris!
La manière la plus simple pour comprendre le fonctionnement un circuit électrique, est de le comparer à un circuit de plomberie.
Cela mène bien sûr à des approximations, mais permet de rendre les choses plus concrètes...
Si l'on fait un comparatif entre les deux domaines on aurait :
| Comparatif entre électricité et ... plomberie | |
batterie |
Château d'eau
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Le fil électrique |
Un tuyau |
la tension en Volts (ou différence de potentiel) |
La différence de pression de l'eau (ou la différence de niveau ... barrage) |
Le courant en Ampère |
Le débit d'eau qui passe dans le tuyau |
Résistance électrique |
Robinet |
Plus la résistance électrique est grande |
Plus on ferme le robinet |
La résistance électrique est dite infinie quand le courant ne peut plus passer!
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Le robinet est fermé. le débit est nul! L'eau ne circule pas ou plus!
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La résistance électrique est dite nulle, quand rien ne ralenti le courant!
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Le robinet est complètement ouvert. Le débit est maximum! C'est comme s'il n'y avait pas de robinet!
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Une capacité |
Un petit réservoir d'eau |
Plus la capacité est grosse |
Plus le réservoir d'eau est gros! |
Il y a plusieurs sortes de tension et courants électriques...
| Pour la maison prises 220V (240V) | |
Pour la Tension alternative du secteur 220V, la valeur moyenne est nulle! |
En comparaison, ce sont des vagues dans l'océan!
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| Dans l'automobile, sauf exceptions (réseaux CAN et quelques autres...) | |
La valeur de la tension est constante et ne varie pas (ou plutôt est supposée ne pas varier) au cours du temps |
En comparaison, C'est la rivière. L'eau coule car il y a une différence de niveau (altitude), mais il n'y a pas de vagues! |
La Tension est dite constante, mais sa valeur peut être différente de 12V. Certaines parties du circuit automobile fonctionnent en 5V, ou avec une tension que l'on peut faire varier doucement avec un bouton, par exemple (commande de chauffage) |
La rivière a niveau relativement stable, mais on peut diminuer ou augmenter le niveau avec des barrages, qui ne sont rien d'autre que des ...robinets! |
| Les signaux variables et/ou hautes fréquences ne seront pas traités, car complexes et d'une infinité de sortes!!! Il sont entre autre utilisés dans l'informatique, les réseaux.... | |
2 Les montages électriques :
Pour pouvoir fonctionner, un circuit électrique à tension constante doit être fermé, c'est à dire qu'il doit faire une boucle complète.
En électricité, il existe deux montages de base simples.
Quelle que soit la complexité du montage, on pourra toujours le couper en "petits bouts" pour faire apparaître soit :
Montage en parallèle :
On dit que l'on place l'appareil en parallèle, lorsqu'on le place entre deux points d'un circuit sans couper ce circuit!
Le petit électron pourra alors choisir sont chemin entre les deux portions de circuits pour passer de X à Y.
NB:
L'électron étant un "petit fainéant", il choisira le plus souvent la portion de circuit qui a la résistance la moins élevée!
En comparaison : Si vous placez deux robinets en parallèle, l'eau passera plus par le robinet qui est le moins fermé!!!
Montage en série :
Dans le cas d'un montage en série, on coupe le circuit, et on place les appareils A1 et A2, l'un derrière l'autre, entre les deux points pour le "refermer"!
Tous les électrons qui se déplacent dans le circuit devront passer par ces deux appareils, l'un après l'autre!
3 Ce qu'il faut retenir et comprendre:
Si l'on coupe le circuit :
Il y a différence de potentiel (différence de pression pour l'eau!).
mais
le courant est nul (le robinet est fermé!)
Ceci implique que la résistance entre les deux côtés de la coupure est infinie! (Très grande!)
inversement:
Si l'on place un fil entre deux points du circuit :
La différence de potentiel est nulle! (En comparaison : le robinet est tellement gros qu'il n'y a pas de différence de pression entre l'entrée et la sortie du robinet, la différence de pression est ailleurs!)
mais
le courant (débit) est non nul.
Le courant dépendra alors uniquement des autres appareils qui se trouvent sur le circuit....
La résistance entre les deux extrémités d'un fil est nulle !
4 Cas particulier de l'automobile :
La borne - (négative) de la batterie est reliée à la carrosserie**. Elle se nomme la masse!
Ceci simplifiera de beaucoup les choses lors des tests électriques, tout simplement car on la trouve partout!
- ** Sauf anciennes FIAT et véhicules dont la carrosserie est en aluminium!
En automobile le schéma peut donc presque toujours simplifier et aboutir à:
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