La tension, la résistance, le courant et la puissance sont les principales quantités électriques

En génie électrique, cela n'a aucun sens de simplement dire «électricité». Ici, il est toujours nécessaire de spécifier exactement ce qui est discuté. On peut parler de la charge électrique du condensateur, de la tension dans la prise, du courant traversant les fils, ou par exemple de la puissance que le compteur électrique de notre appartement a enroulé en un mois.

En tout cas, il n'y a pas de quantité d'électricité, il y a la quantité «quantité d'électricité», correctement appelée la charge électrique, qui se mesure en pendentifs. Il s'agit d'une charge électrique - elle se déplace le long des fils, s'accumule sur les plaques du condensateur, est périodiquement présente aux bornes (minimum - sur le fil de phase) de la prise, se déplace sous forme de courant lorsque le réseau électrique effectue des travaux. Les principales quantités électriques sont en quelque sorte liées à la charge. Nous parlerons de ces valeurs aujourd'hui.

La tension

La tension U est mesurée entre deux points du circuit. Pour qu'une tension alternative ou constante stable commence à être présente dans un circuit fermé, une source de courant est nécessaire qui peut garantir que cette tension est maintenue aux extrémités du circuit. Cette source servira de source de CEM - force électromotrice, qui, comme la tension, est mesurée en volts.

Si une telle source est connectée à un circuit fermé, d'une part, la tension sera présente entre les bornes de la source, c'est-à-dire aux extrémités du circuit, et d'autre part, aux extrémités de toutes les sections de ce circuit, si elle est conditionnellement divisée en parties.

À chaque instant, la tension électrique agissant sur une section particulière du circuit peut avoir une valeur différente de celle du moment précédent, si le circuit est alimenté par une source emf variable, ou la même valeur s'il s'agit d'une source emf constante, et le circuit, respectivement, est un circuit à courant continu.

La tension aux extrémités du circuit DC est similaire à la différence de hauteur sur le flanc d'une montagne, et la charge dans ces conditions est comme l'eau élevée à une hauteur, uniquement par rapport au champ électrique, cette différence est appelée la différence de potentiels (électriques), car nous ne parlons pas du champ gravitationnel.

La différence de potentiel entre deux points est de 1 volt, si pour déplacer une charge de 1 pendentif d'un point à un autre, le travail doit être effectué à hauteur de 1 joule. Un volt est également égal à la tension électrique provoquant un courant continu de 1 ampère dans le circuit électrique à une puissance de 1 watt, mais plus à ce sujet plus tard.

Courant

Lorsqu'une tension électrique est présente aux extrémités d'une section d'un circuit (conducteur), c'est-à-dire lorsqu'il y a une différence de potentiels électriques, cela signifie qu'un champ électrique agit dans le conducteur (sur la longueur de la section considérée). Un champ électrique agit avec force sur les particules chargées.

Dans les métaux, par exemple, les électrons libres sont porteurs d'une charge négative, et peuvent entrer en mouvement de translation s'ils se retrouvent soudainement dans un champ électrique externe, dont la source est dans ce cas la source emf. Lorsque les électrons entrent en mouvement sous l'influence d'un champ électrique, ils deviennent une charge mobile, c'est-à-dire un courant électrique I.

La quantité de charge est mesurée en coulombs, et le courant caractérise la vitesse de mouvement de charge à travers la section transversale du conducteur (par unité de temps). Lorsqu'une charge électrique d'un pendentif traverse la section transversale du conducteur en une seconde, le courant dans le conducteur est de 1 ampère. Par analogie avec l'eau - plus l'eau traverse la section de tuyau par seconde - plus le courant est important.

Résistance

Sous l'influence de la tension électrique, la charge se déplace à travers la section transversale du conducteur, formant un courant, mais elle ne se déplace pas sans entrave. Depuis que nous avons commencé à considérer un conducteur métallique, nous allons continuer avec lui.

Les électrons d'un conducteur se déplaçant sous l'influence d'un champ électrique se heurtent à des obstacles à l'intérieur du conducteur - les atomes du réseau cristallin, ainsi qu'entre eux, en raison de la composante chaotique (thermique) du mouvement des électrons et des vibrations atomiques.

Ces obstacles fournissent une sorte de résistance, ralentissent les électrons, réduisent le courant par rapport à ce qu'il pourrait se développer s'il n'y avait pas de tels obstacles. Mais ce type de résistance R dans les vrais conducteurs (circuits) est toujours là.

Cette valeur est appelée résistance électrique en génie électrique. La résistance électrique est mesurée en ohms. Un Ohm est égal à la résistance électrique d'une section d'un circuit électrique, entre les extrémités de laquelle un courant continu de 1 ampère circule à une tension de 1 volt aux extrémités.

Plus la résistance caractérisant un conducteur donné est grande, plus le courant sera à la même tension aux extrémités de ce conducteur. Cette dépendance est appelée loi d'Ohm pour une section d'un circuit électrique: l'amplitude du courant dans une section d'un circuit est directement proportionnelle à la tension aux extrémités de cette section et inversement proportionnelle à la résistance électrique d'une section donnée du circuit.

Puissance

Parlant du circuit électrique, de la tension, de la résistance et du courant, on ne peut que clore le sujet des grandeurs électriques de base avec une histoire sur la puissance électrique P. Quand un courant est établi et continue de circuler dans le circuit sous l'influence de la tension, la source emf fait le travail A sur le circuit.

En fait, le travail se fait par un champ électrique sur une charge électrique qui se déplace dans ce champ. La quantité de travail parfait dépend de la différence de potentiel que la charge a surmontée et de l'ampleur de cette charge. Plus le travail était rapide, plus la puissance du processus était élevée.

Dans le cas du courant, nous parlons généralement de la puissance de la source qui a effectué le travail, ainsi que de la puissance du consommateur (circuit). La puissance électrique dépensée en travaux utiles est mesurée en watts. Pour tout type d'énergie, pas seulement pour l'énergie électrique, 1 watt est défini comme la puissance à laquelle 1 joule de travail est effectué en 1 seconde de temps.