Comment l'électricité circule-t-elle ?
La réponse courte
L'électricité est le flux d'électrons à travers un conducteur. Dans un métal, les électrons libres s'agitent en général au hasard ; une tension, comme celle d'une pile, les pousse dans une lente dérive de − vers +. Dans une boucle fermée, cette dérive est un courant électrique, et là où le chemin est étroit et résistant, les collisions des électrons transforment l'énergie électrique en chaleur et en lumière.
Traduit de l'anglais. Les sources sont présentées dans leur langue d'origine.
Chapitres et transcription
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Le métal regorge d'électrons libres
Un métal est un réseau d'ions positifs entre lesquels errent des électrons périphériques faiblement liés. Sans poussée, chacun s'agite au hasard : en moyenne, rien ne circule.
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Une tension les pousse
Branchez une pile et le mouvement désordonné devient une lente dérive de − vers +. La poussée est la tension ; le nombre d'électrons qui passent en un point chaque seconde est le courant, mesuré en ampères.
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Le courant parcourt une boucle fermée
Les électrons sortent de la borne − de la pile, parcourent le fil et traversent l'ampoule, puis reviennent à la borne +. La pile entretient la poussée, et le courant est le même en chaque point de la boucle.
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La résistance change le flux en chaleur
Dans un filament fin, le même nombre d'électrons doit passer par un chemin plus étroit : ils vont plus vite et heurtent sans cesse les ions du métal. Cette énergie sort en chaleur et en lumière ; la puissance dégagée est le carré du courant fois la résistance (I² × R).
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Ouvrez la boucle : tout s'arrête
Un interrupteur crée une coupure, et sans boucle fermée le courant s'arrête partout. Chaque électron dérive de moins d'un millimètre par seconde, mais la poussée parcourt le fil à une grande fraction de la vitesse de la lumière.