Électricité et magnétisme
Courant électrique
L’intensité du courant mesure la charge traversant une section par seconde ; dans le circuit extérieur, le courant conventionnel va de la borne positive à la borne négative.
Dans un métal soumis à un champ électrique, les électrons libres acquièrent une vitesse de dérive moyenne. Le sens conventionnel du courant est celui du déplacement des charges positives ; il est donc opposé à la dérive moyenne des électrons. Dans un circuit fermé, le générateur entretient le courant.
Définition: Intensité du courant
est l’intensité, mesurée en ampères (A) ; est la charge traversant une section pendant . Plus le courant est élevé, plus de charges passent dans le même temps. Dans un métal, les porteurs sont les électrons ; dans un électrolyte, les ions positifs et négatifs participent tous deux.
Courant et vitesse de dérive
Dans un modèle simple d’un fil métallique, , où est la densité de porteurs, la section et leur vitesse moyenne de dérive. Un courant important est donc possible malgré une dérive lente ; dans un fil de cuivre ordinaire, elle est bien plus faible que la vitesse de propagation du signal électrique.
Exemple: Charge traversant un fil
Un courant constant de A circule pendant minutes. Calculez la charge traversant une section du fil.
Solution
On convertit s. C.
Le courant possède un sens conventionnel, mais dans les équations élémentaires de circuit, désigne généralement sa valeur. Pour un courant variable, sur un intervalle fini est une moyenne ; le courant instantané est le débit de charge à cet instant. Si la section du fil augmente à densité de porteurs et vitesse de dérive constantes, davantage de porteurs passent chaque seconde : croît proportionnellement à la section.
Vérification rapide
Si 6 C traversent une section de fil en 2 s, l’intensité vaut :
Dans un fil métallique, quel est le sens moyen de dérive des électrons par rapport au courant conventionnel ?
Références
- Young, Freedman (2019). University Physics