Cours Eléctricité bcg s3 et mip s2 pd

notion de charge électrique :Quiconque a déjà vécu l’expérience désagréable d’une « décharge électrique » lors d’un contact avec un corps étranger connaît un effet électrostatique. Une autre manifestation de l’électricité statique consiste en l’attraction de petits corps légers (bouts de papier par ex.) avec des corps frottés (règles, pour continuer sur le même ex.). Ce type de phénomène est même rapporté par Thalès de Milet, aux alentours de 600 av. J.-C. : il avait observé l’attraction de brindilles de paille par de l’ambre jaune frotté… Le mot électricité, qu désigne l’ensemble de ces manifestations, provient de « elektron », qui signifie ambre en grec.

L’étude des phénomènes électriques s’est continuée jusqu’au XIXème siècle, où s’est élaborée la théorie unifiée des phénomènes électriques et magnétiques, appelée électromagnétisme. C’est à cette époque que le mot « statique » est apparu pour désigner les phénomènes faisant l’objet de ce cours. Nous verrons plus loin, lors du cours sur le champ magnétique, pourquoi il en est ainsi. On se contentera pour l’instant de prendre l’habitude de parler de phénomènes électrostatiques.

On considère maintenant une charge ponctuelle q située en un point O de l’espace. Le flux du champ électrostatique E, créé par cette charge, à travers une surface élémentaire quelconque orientée est par définition d E dS Φ= ⋅ = ⋅ E ndS .

Par convention, on oriente le vecteur unitaire n, normal à la surface dS, vers l’extérieur, c’est à dire dans la direction qui s’éloigne de la charge q. Ainsi, pour q>0, le champ E est dirigé dans le même sens que n et l’on obtient un flux positif.

Le courant électrique : Nous avons vu qu’il était possible d’électriser un matériau conducteur, par exemple par frottements. Si l’on met ensuite ce conducteur en contact avec un autre, le deuxième devient à son tour électrisé, c’est à dire qu’il a acquis une certaine charge Q. Cela signifie que lors du contact des charges se sont déplacées de l’un vers l’autre. On définit alors le courant par I=dQ/dt.

Loi d’Ohm : Considérons un brin AB d’un circuit électrique fermé, parcouru par un courant I, de résistance R et ayant une fém e. La loi d’Ohm généralisée s’écrit :Va-Vb= RI-e.

loi des nœuds: Soit un nœud quelconque du circuit sur lequel arrive un certain nombre de fils. Sur chacun de ces fils, circule un courant. En régime permanent, la conservation de la charge électrique se traduit par la conservation du courant : en aucun point du circuit il ne peut y avoir accumulation (ou perte) de charges. Cela signifie donc que l’ensemble des courants entrants compense exactement les courants sortants.

loi des mailles: Soit une maille d’un circuit constituée de n branches. L’équation aux branches pour la k-ième branche s’écrit Uq= RqIq-eq.