Comment circule le courant électrique ?
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Les conducteurs et isolants électriques
Conducteurs électriques
La majorité des métaux sont de très bons conducteurs.Le cuivre est la matière la plus utilisée, l'aluminium le remplace quelquefois pour des raisons de poidsMasse due à la densité du métal.
Enfin l'or est utilisé pour ses qualités inoxydables dans les contacts électriques.
Le carboneMais suffisant pour électrocuter des pêcheurs aux cannes en ce matériaux par temps orageux !
Méfiance donc ! est un conducteur moyen, la rouille (et tous les autres oxydes métalliques) sont aussi de mauvais conducteurs utilisés d'ailleurs pour leur résistance intrinsèque afin de réaliser des résistorsLe composant appelé incorrectement résistance mais étant le terme largement rependu, nous le retiendrons aussi !
!Le rôle des conducteurs est donc de relier générateur et récepteur en engendrant le moins de pertes Joule (inutiles) possible !
Isolants électriques
Tous les plastiques, le verre et parmi les meilleurs isolants électriques (et thermique) : les céramiques.Les plastiques sont très utilisés pour les fils d'installation.
Les vernis, pour leur épaisseur faible, sont privilégiés dans les enroulements de bobines (moteurs, transformateurs...)
Le bois (isolant correct si sec, mauvais si humide), papier (pour les fils auparavant !) et dérivés...
Et l'air : puisque c'est lui qui, dans les interrupteurs, 'coupe' le courant pour stopper la circulation électrique !
Frontière ?
Il n'y en a pas, aucun matériaux n'est 100% conducteur ou 100% isolant !L'échelle va des plus mauvais conducteurs au meilleurs :
De gauche à droite : isolant, mauvais conducteur et bon conducteur...
En fin de page, conseil sur les atomes :
Conducteur sans circulation de courant
Dans un corps conducteur, l'échange d'électrons entre noyaux d'atomes est permanent mais totalement anarchique...
Aucun mouvement ne s'organise : Aucun effet n'est engendré !
Le générateurNotre fameux circulateur est une 'pompe' à électrons ! organise la circulation des électrons dans un sens déterminé pour produire l'effet escompté.
Lorsque la quantité d'électrons en circulation contrainte devient trop élevée pour la section d'un conducteur, l'effet JouleInhérent à toute circulation de courant électrique ! risque de transformer les conducteurs en récepteurEst récepteur celui qui subit l'effet principal : un conducteur ne doit s'échauffer que de manière négligeable lorsqu'il est correctement dimensionné ! !
Circulation de courant dans un conducteur
Le générateurNotre fameux circulateur est une 'pompe' à électrons ! organise la circulation des électrons dans un sens déterminé pour produire l'effet escompté.
Circulation excessive de courant électrique
Lorsque la quantité d'électrons en circulation contrainte devient trop élevée pour la section d'un conducteur, l'effet JouleInhérent à toute circulation de courant électrique ! risque de transformer les conducteurs en récepteurEst récepteur celui qui subit l'effet principal : un conducteur ne doit s'échauffer que de manière négligeable lorsqu'il est correctement dimensionné ! !
L'isolant bloque la circulation
Les isolants, ou très mauvais conducteurs, ont leur dernière couche saturée (voir conseils+ en fin) et n'échangent pas (ou quasiment pas) d'électrons rendant impossible toute circulation et donc tout effet électrique !
Tension trop élevée = destruction
Nous allons voir que si cet effet est quelquefois recherché, tout est conçu pour le rendre quasiment impossible !
C'est pour cela que les outils et tournevis
ainsi que les câbles et fusibles
affichent une tension maximale d'utilisation.L'eau ? Mauvaise isolante ou mauvaise conductrice ?
Si l'eau pureOn ne parle pas d'eau du robinet mais d'eau distillée.
L'eau de mer est plus conductrice comme le démontre cette vidéo (sel) est très peu conductrice, l'eau chargée de sels minéraux devient mauvais isolantOn ne peut remplacer les fils de cuivre par des tuyaux d'eau !
Elle n'est pas pas conductrice mais plutôt un isolant médiocre voire très médiocre pour l'eau chargée en sels minéraux ou l'eau de mer !...
Et plus mauvais isolant que l'air, d'où le raccourci souvent entendu :
'' L'eau est conductrice...''
Disons que c'est un mauvais isolant, mais pas un conducteur pour autant !
Elle présente toutefois l'inconvénient de dégrader certains isolants poreux tels que le plâtre, le bois en les rendant légèrement conducteurs au point qu'ils n'assurent plus d'isolation par rapport à nous et ne nous protègent plus !
L'être humain est composé d'eau et de sels minéraux ce qui fait qu'il est légèrement conducteur et susceptible de s'électriser voir de s'électrocuterL'électrocution est une électrisation sont l'issue est fatale !
Un individu ne peut s'électrocuter qu'une fois......
Un isolant rendu conducteur
Pour ne retenir que les plus célèbres :Le tube fluorescent
comporte un gazPas du néon mais un gaz constitué notamment de vapeurs de mercure qui est plutôt isolant mais qui, sous l'effet d'une HTHaute Tension > ici à 10 000 V s'ionise et provoque une circulation de courant électrique entre les 2 extrémités du tube, générant de la lumière :
La bougie
de tout moteur thermique à explosion :
L'espace entre les électrodesEspace (généralement de 0.6 à 0.8 mm) entre l'électrode de masse vissé à la culasse et l'électrode centrale cylindrique ou comme ici : pointue est baigné par le mélange air / essence (sous pression). Ce mélange est isolantOn parle plutôt de rigidité diélectrique ; 'résistance mécanique' de l'isolant à la force que représente la tension ! électriquement mais la HTHaute Tension ≃ 20 kV (voir multiples au besoin en fin de page pour 'k' de kilo) générée par la bobine d'allumage va émettre une étincelle entraînant son explosion.
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Stage : INITELEC
