Quantité et intensité du courant électrique

Charles Augustin Coulomb était un physicien français (1736-1806). Il se dédia à l'étude de l'électricité et du magnétisme. COULOMB va déterminer les lois quantitatives d'attraction électrostatiques et magnétiques qui portent son nom. A la même époque, il introduit la notion, toujours actuelle, de moment magnétique.

Photo Charles Augustin COULOMB

Quantité d'électricité

Observons le schéma ci-dessous.
Description circuit électrique
Lorsque l'interrupteur est fermé, les électrons se déplacent. Chaque électron possède une charge électrique.
La quantité d'électrons se déplaçant dépendra de la durée de fermeture de l'interrupteur, ainsi que du débit des électrons dans le circuit.

La quantité de charges électriques déplacées par les électrons est appelée quantité d'électricité. Elle est notée Q et se mesure en Coulomb (C).
La durée de passage du courant est noté t et s'exprime en seconde.
Le débit d'électrons est appelé intensité du courant. L'intensité est notée I et se mesure en Ampère (A).

Le coulomb est la quantité d'électricité transportée par un courant d'intensité d'1 ampère pendant 1 seconde.

Remarque : un électron possède une charge électrique de 1,6 x 10-19 C.
La quantité d'électricité se calcule en utilisant la relation :
Q = I*t
Q en Coulomb,
I en Ampère,
t en seconde.

Si t est exprimé en heure, Q est obtenue en Ampère-heure.
1 Ah = 3600 C
L'ampère-heure est l'unité utilisée pour indiquer la capacité d'une batterie d'accumulateurs, c'est à dire la quantité d'électricité qu'elle peut fournir.

Mesure de l'intensité d'un courant

On effectue cette mesure avec un ampèremètre. Le circuit électrique est ouvert et l'appareil est place en série.
Schéma de mesure du courant électrique
On peut également utiliser une pince ampèremètrique fermée autour d'un conducteur.
Schéma de mesure du courant avec une pince ampèremètrique

Lois fondamentales du courant

Montage série

Schéma du circuit électrique série
L'intensité est la même dans chaque lampe.
Dans un circuit série, le courant est identique en tous points de ce circuit.
Alors : I1 = I2 = I3 = I

Montage en dérivation

Schéma du circuit électrique en dérivation
L'intensité n'est pas obligatoirement la même dans chaque lampe.
Dans un circuit comportant des dérivations, la somme des courants entrant est égale à la somme des courants sortant.
Nous avons donc : I1 + I2 = I

Exercices et application

Application

La batterie d'une perceuse se recharge en 10 heures ; sa capacité est de 8 ampères-heures.
Calculer le courant de charge et la quantité d'électricité en Coulomb que l'on doit fournir à la batterie pour sa charge complète.

Nous avons :
t=10 heures,
Q=8 Ah.
Nous utilisons la formule I=Q/t.
Calcul de I :
I=8/10
I=0,8 A.
Calcul de Q en Coulomb :
Q=8*3600
Q=28800 C.

Exercices

Exercices 1

Une batterie d'accumulateurs a fournie une quantité d'électricité de 60.000 Coulombs pendant une minute.
Calculer l'intensité du courant débité par la batterie.

Exercices 2

Une batterie d'accumulateurs se décharge complètement en trois heures lorsqu'elle débite 10 Ampères.
Calculer la capacité de la batterie en ampères-heures.

Exercices 3

Une lampe à incandescence fonctionne 10 heures par jour et est traversée par un courant de 0,8 A.
Calculer en Ampères-heures et en Coulombs la quantité d'électricité consommée en un mois de trente jours.

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