I. Électrisation par frottement

1. Expérience

Frottons un bâton en plastique ou en ébonite et approchons-le de petits bouts de papier. Le bâton en plastique attire les bouts de papier.

> Interprétation

Cette attraction est due à l’apparition de charge électrique à la surface du bâton sous l’effet du frottement. On dit que le bâton s’est électrisé par frottement ou qu’il s’est chargé d’électricité.

2. Les deux types d’électricité

Il existe deux types d’électricité :

  • Une électricité positive (+) : celle qui apparaît sur le verre frotté avec de la laine.
  • Une électricité négative (−) : celle qui apparaît sur l’ébonite frottée avec de la fourrure. 

Donc deux corps portant des charges électriques interagissent : 

  • Deux corps qui portent des charges d’électricité de même signe se repoussent.
  • Deux corps qui portent des charges d’électricité de signes différents s’attirent.

II.  L’électricité

1. La charge électrique

L’électricité est l’ensemble des charges électriques. La charge électrique est une grandeur mesurable dont l’unité est le Coulomb (C). La charge électrique $q$ de porteurs pouvant être positive $(+ q)$ ou négative $(−q)$ est un multiple de la charge élémentaire $(e)$, $e=1,610^{-19}\rm ~C$ . 

Donc $\color{orangered}{q=n \times e}$ et $\color{orangered}{n=\dfrac{q}{e}}$  ($n$ étant le nombre de charges élémentaires) 

   2. Conducteurs et isolants électriques : 

Un conducteur électrique est un corps qui permet la circulation des charges électriques.

$\rightarrow$ Exemples : les métaux, les électrolytes, le corps humain, etc.

Un isolant électrique est un corps qui ne permet pas la circulation des charges électriques.

$\rightarrow$ Exemples : le bois sec, les matières plastiques, le caoutchouc, le verre, etc.

III. Le courant électrique

1. Définition 

Le courant électrique est dû à un déplacement de porteurs de charges électriques.

2. L’intensité du courant électrique

L’intensité $(I)$ du courant électrique qui parcourt un conducteur est égal au rapport de la quantité d’électricité qui a traversé ce conducteur par le temps $(t)$ du passage.

$\color{orangered}{I=\dfrac{q}{t}}$ or $\color{orangered}{q=n \times e}$ donc $\color{orangered}{I=\dfrac{n \times e}{t}}$ et $\color{orangered}{q=I \times t}$ 

Elle s’exprime en ampère (A) dans le S.I. Elle se mesure à l’aide d’un ampèremètre toujours branché en série dans un circuit électrique.

  • Valeur mesurée par un ampèremètre 

$\color{orangered}{I=\dfrac{\text { calibre } \times \text { nombre de divisions lues }}{\text { nombre de divisions totale }}}$

  • Choix du calibre

On choisit le plus petit calibre supérieur à la valeur qu’on doit mesurer.

3. Sens conventionnel du courant électrique

Le courant circule de la borne positive vers la borne négative à l’extérieur du générateur.

Il s'agit du sens conventionnel du courant. Dans la réalité, les électrons se déplacent de la borne $-$ à la borne $+$ du générateur.

4. Nature du courant électrique

Le courant électrique est un mouvement de porteurs de charges. Les charges sont des électrons dans le cas des métaux et des ions dans le cas des électrolytes.

5. Circuit série : loi d’unicité

$\rightarrow$ Énoncé de la loi d’unicité : L’intensité du courant est la même en tout point d’un circuit série.

6. Circuit parallèle : loi des nœuds

  • Définition de nœud : On appelle nœud tout point où aboutissent au moins 3 fils conducteurs.
  • Loi des nœuds : La somme des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme de ceux qui en partent.

$\rightarrow$ Exemple pour le circuit ci-dessus, d’après la loi des nœuds, on a :  $\color{orangered}{I = I_1 + I_2}$