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« Électricité » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior.

Pylone de transport d'électricité à haute tension

L'électricité est une énergie liée aux propriétés de certains matériaux.

Un circuit électrique est un moyen de transporter de l'énergie fournie par un générateur vers un récepteur qui convertit l'énergie électrique en une autre forme d'énergie : mouvement ou énergie mécanique grâce à un moteur, chaleur ou même énergie chimique pour transformer des matériaux comme produire des métaux à partir de minerai. Le générateur est un objet ou une machine qui transforme une autre forme d'énergie en énergie électrique

Les charges électriques sont présentes dans certains composants de la matière. Il existe deux particules chargées. Le proton, qui a une charge positive, se trouve dans le noyau des éléments. L'électron a une charge négative et se trouve autour du noyau atomique. Une partie des électrons peut circuler dans la matière, et permet donc qu'il y ait un courant électrique.

Lorsque les charges ne bougent pas, il s'agit d'électrostatique.

L'électricité se transmet très vite : plusieurs milliers de kilomètres par seconde, mais les électrons qui sont son support n'avancent pas très vite : quelques centimètres à quelques mètres par seconde. C'est possible car ils se poussent et se tirent les uns les autres. De la même façon, si l'on tire brusquement sur une longue corde déjà tendue, le coup va se sentir à l'autre bout beaucoup plus vite que la corde aura avancé.

Les circuits électriques sont un moyen très pratique et très important pour transporter l'énergie nécessaire à de nombreuses utilisations : éclairage, appareils ou machines comportant un moteur, électronique ou chauffage.

[modifier] Production d'électricité

Produire de l'électricité consiste à se servir d'une autre énergie qu'on transforme en électricité. Plusieurs sortes d'énergie sont actuellement utilisées pour la production d'électricité.

L'énergie électrique est produite par la transformation d'une autre forme d'énergie.

• L'énergie solaire peut être captée par des panneaux solaires et être transformée en électricité. C'est Albert Einstein qui a expliqué ce phénomène, ce qui lui a valu de recevoir le prix Nobel. Le rendement des panneaux solaires est encore faible, et le coût de production des panneaux est encore trop cher pour que cette source d'énergie soit utilisée à grande échelle. La quantité d'électricité produite dépend aussi beaucoup de l'ensoleillement.

• L'énergie hydraulique est utilisée dans les barrages hydroélectriques, l'eau retenue par le barrage est autorisée à s'écouler à travers un conduit au bout duquel se trouve une turbine. La rotation de la turbine (énergie mécanique) permet, à l'aide d'un générateur, de produire de l'électricité. Les centrales hydroélectriques ne sont pas polluantes et ne nécessitent que la construction d'un barrage. La possibilité de produire des barrages dépend des cours d'eau contenus dans le pays (fleuves, rivières, torrents). En France, pratiquement partout où il était possible de construire un barrage, il a été construit. Il n'est plus possible d'augmenter le nombre de barrages importants.

Éoliennes

. l'énergie marée motrice, qui utilise la différence de niveau des mers pendant la marée haute et la marée basse pour faire fonctionner des turbines. En France il existe l'usine marée-motrice de la Rance en Bretagne.

• L'énergie éolienne, du vent, permet de faire tourner des immenses hélices reliées à des générateurs produisant de l'électricité. Le principal inconvénient provient du fait que ces immenses hélices ne sont pas très esthétiques et qu'il faut les placer dans des endroits où il y a du vent toute l'année. Certains pays en ont placés dans des endroits désertiques, des mers.

• L'énergie thermique, produite grâce à l'énergie contenue dans le charbon ou le pétrole (énergie chimique) permet de chauffer de l'eau et de créer de la vapeur sous pression dans les centrales thermiques. Cette vapeur va faire tourner des turbines, et comme pour les barrages, servira à produire de l'électricité. Ces centrales thermiques sont polluantes, nécessitent du pétrole ou du charbon et n'ont pas un rendement très élevé. Le pétrole et le charbon sont des énergies fossiles, c'est-à-dire qu'il faut les extraire du sol et ne sont donc pas inépuisables.

• L'énergie nucléaire: dans les centrales nucléaires, c'est l'énergie contenue dans la matière qui permet de chauffer l'eau et la production d'électricité est analogue à celle des centrales thermiques. Ces centrales peuvent être dangereuses pour l'environnement en cas de problème (cas de la centrale de Tchernobyl), mais elles font tout de même partie des énergies propres (non polluantes). Elles nécessitent une technique très difficile à maîtriser et l'utilisation de minerai d'uranium, qu'il faut enrichir. Les déchets radioactifs produits seront radioactifs pendant des centaines de millions d'années. Enfin, ces centrales permettent de produire du plutonium à partir d'uranium, ce qui permet en théorie de construire une bombe atomique.

• L'énergie musculaire, donc chimique, permet aussi de produire de l'électricité. Dans certains vélos, une dynamo est couplée à une des roues et permet de transformer l'énergie de rotation de la roue en une énergie électrique qui permet d'allumer une ampoule.

Il faut noter que l'électricité ne peut pas se stocker, à la différence des autres formes d'énergie. La production est toujours égale à la consommation. On ne peut pas produire de l'électricité à l'avance.

[modifier] Avantages et défauts

Toutes les systèmes qui produisent de l'énergie électrique ont leurs avantages et leurs défauts. Certains sont très polluants alors que d'autres ne le sont pas, on parle alors de sources d'énergie propres. Certaines sources d'énergie sont dites sont renouvelables (sources d'énergie qui ne s'épuisent jamais) alors que d'autres sont des sources d'énergie épuisables. L'utilisation de certaines sources d'énergie est parfois très coûteuse. Enfin, certains systèmes peuvent produire une très grande quantité d'énergie électrique.

• Sources d'énergie renouvelables : éolienne, centrale hydraulique, effort musculaire, panneaux solaires.
• Sources d'énergie propres : éolienne, panneaux solaires, piles à combustible.
• Sources d'énergie sans émission de gaz carbonique  : les sources d'énergie propres et les centrales nucléaires (bien qu'elles génèrent des déchets radioactifs).
• Production d'énergie importante : centrales nucléaires (85,8% de la production d'électricité en France), centrales thermiques, certaines centrales hydrauliques.

[modifier] Distribution de l'électricité

Grâce à un réseau de câbles conducteurs, l'électricité est distribuée dans les maisons, les usines, partout où un appareil électrique existe. Pour faciliter le transport depuis les lieux de production, des lignes à haute tension existent. La tension y est de plusieurs centaines de milliers de volts. Ce sont de véritables autoroutes pour l'électricité. La tension électrique existant entre les conducteurs de ces lignes est convertie plusieurs fois dans des transformateurs. La valeur de la tension utilisée par les particuliers est 230 volts, en France et dans l'union européenne, ou de 110 volts aux États-Unis et dans quelques autres pays.

[modifier] Importance de l'électricité

Autrefois, pour répartir l'énergie dans une atelier ou une usine, on utilisait des systèmes mécaniques, principalement des poulies et des courroies ce qui provoquait souvent des accidents. De plus, l'énergie ne se transportait pas loin. C'est pourquoi ces ateliers et ces usines étaient construits proches des sources d'énergies : aux bords des cours d'eau ou encore proche des sources de combustibles qui permettaient de faire fonctionner des machines à vapeur comme les grandes forêts ou les mines de charbon. L'électricité permet de transporter l'énergie sur de longues distances avec des pertes assez faibles.

Certains métaux, comme l'aluminium, ne peuvent être produits que par électrolyse c'est-à-dire grâce à l'électricité.

Notre monde moderne est très dépendant de l'électricité. Pour s'en convaincre, il faut essayer d'imaginer ce que serait une journée sans lumière électrique, sans train électrique, sans ascenseur, sans air conditionné (dans les pays chauds), sans usine,... Avoir une bonne source d'électricité est un souci de première importance pour tous les gouvernements du monde.

[modifier] Grandeurs et unités

Pour étudier l'électricité ou travailler sur ses applications, on se sert de plusieurs grandeurs et unités :

• l'énergie qui se mesure en joule selon le système métrique, et plus souvent en kilowatt-heure

[modifier] Dates importantes des découvertes sur l'électricité

Qui a inventé l'électricité ?

L'électricité existe depuis aussi longtemps que le monde, avec la foudre par exemple ; par contre, elle a été découverte petit à petit et on a inventé des moyens de la produire et de l'utiliser.

L'électricité statique est connue depuis l'Antiquité.

En 1800, est officialisée l'invention de la première pile électrique par Alessandro Volta. En 1821, Michael Faraday réalise un appareil faisant tourner un petit objet avec de l'électricité, qui est un ancêtre des moteurs électriques. Par la suite, toujours au XIX^e siècle, il y a eu des progrès très importants, et à la fin de ce siècle, on commençait à installer des lignes de chemin de fer électrifiées : ce qui veut dire qu'entre 1821 et 1900, on a appris à produire du courant en grande quantité, à le transporter sur de longues distances et à faire des moteurs puissants.

• Antiquité : le savant grec Thalès fait plusieurs observations sur l'électricité et le magnétisme.
• 1760 : Benjamin Franklin invente le paratonnerre.
• 1800 : Alessandro Volta invente la pile.
• 1879 : Thomas Edison invente la lampe à incandescence.
• Années 1880 : les premières lignes électriques font leur apparition.
• À partir de 1900 : l'électricité entre dans la vie courante.

		Le savais-tu ?
	De l'électricité dans le corps
Tous les animaux et les êtres humains produisent de l'électricité pour animer les muscles ou pour transmettre de l’information par les nerfs !

Cet article a été mis en lumière la semaine du 25 juin 2007.

Cet article a été mis en lumière la semaine du 7 mai 2007.

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