L’anecdote
Tout le monde s’agite dans les couloirs, la sonnerie vient de retenir.
Le cours de physique tant redouté va commencer et chaque élève gagne sa place sous le regard sévère et glacé d’un professeur de grande taille.
Dans le brouhaha qui s’estompe rapidement pendant que chacun sort ses affaires, il nous observe du haut de son estrade.
J’ai 17 ans, je suis en première, et je regarde malgré moi et avec appréhension ce professeur.
Son visage est creux, ses traits vifs et tirés.
Ce professeur de physique est pour moi une terreur 🙁 .
Il n’a rien de la passion dévorante de l’aventurier professeur Indiana Jones, ni de Mr Keating qui enseigne avec humour et délice la poésie dans « Le cercle des Poètes Disparus »… Lui, me fait plus penser à… un waffen SS pendant la guerre 39-45.
Oh… l’adolescence quant à elle ne m’a pas non plus épargné : non content d’avoir retenu une coiffure très « stylée » avec une raie sur le côté, l’excès de sébum me fait faire de grosses économies de gel coiffant !
Et pour agrémenter encore plus le tableau, j’ai de l’acné plein la goule !
Autant dire que ce n’est pas un atout pour engager la conversation ni se faire des ami(e)s.
Le waf… professeur prend la parole :
Aujourd’hui, nous allons voir… le condensateur ! Le condensateur est un dipôle composé de 2 éléments conducteurs séparés par un isolant. Le rôle du condensateur est d’accumuler de l’électricité, et redonner cette énergie au moment où on le sollicite.
D’accord… si tu le dis…
Mes résultats scolaires déjà bien torpillés par des mathématiques totalement incomprises car aussi indigestes qu’un hamburger avarié préparé sous un mégot enrhumé (ça donne pas faim, hein ?), je décide de rassembler le peu de volonté qui subsiste en moi pour braver l’audience, au risque de me faire pipi dessus.
Je lève la main :
M… Monsieur ?
Oui Pujante ! Répond le professeur.
(Oui, à cette époque très reculée proche de la préhistoire, les prénoms n’existaient pas !)
A quoi ça sert un condensateur ?
Pourtant convaincu que j’allais recevoir une réponse sous la forme d’un exemple d’application concret qui allait sûrement motiver tout le monde à bien comprendre l’utilité de faire connaissance avec ce « séduisant » bidule appelé condensateur, la réponse allait me renvoyer directement et brutalement dans les cordes :
J’viens d’le dire Pujante ! Vous n’écoutez pas !
Et comme si quelqu’un venait d’appuyer sur le bouton « replay », il répète :
Le rôle du condensateur est d’accumuler de l’électricité, et redonner cette énergie au moment où on le sollicite !
Aussitôt il enchaîne tel un panzer inarrêtable « pour calculer un condensateur, il faut………………….. » 🙁 🙁 🙁
Pfffff !
Vous trouvez que ça donne envie d’apprendre ?
Dans le vif du sujet
Vous avez décidé de me faire confiance et me suivre pour apprendre l’électricité.
Alors si, dans le même état d’esprit que ce professeur, je vous dis :
L’électricité est un flux d’électrons libres, particules de charge négative en déplacement ordonné suite à l’arrachement orbital de leur noyau atomique, arrachement déclenché par une sollicitation extérieure…
On continue comme ça ou vous préférez un oreiller ?
Ben oui, c’est évident. Comme je le dit souvent, il n’y a pas de mauvais élèves, mais de mauvaises façons d’enseigner.
On reprend, cette fois à ma façon (en espérant qu’elle vous plaise 😉 ) !
Un atome est constitué d’un noyau et d’électrons.
Si je grossis très fort l’échelle de mon illustration atomique, et si « je prends » le Soleil comme la représentation d’un noyau, les planètes sont les électrons (Mercure, Vénus, Terre, Mars, etc.)
Les planètes tournent autour du soleil comme les électrons tournent autour du noyau.
Bien entendu, il ne s’agit que d’une image très simplifiée permettant d’imaginer le principe.
Vous savez aussi que plus une bille en acier est proche d’un aimant, plus elle est attirée par cet aimant.
Plus cette bille est éloignée de l’aimant, plus il est facile de « l’arracher » à l’attraction de cet aimant.
Et bien c’est pareil pour les électrons !
Il y a souvent plusieurs électrons autour d’un noyau.
Certains sont plus proches du noyau que d’autres.
Une sollicitation extérieure, qui peut être mécanique, magnétique, chimique, etc. peut « facilement » arracher les électrons les plus éloignés de leur noyau.
Ces électrons deviennent facilement « libres », on les appelle d’ailleurs des électrons libres.
Tiens ? Ça me rappelle une expression 😉 ! Vous savez, les personnes qu’on arrive pas à « tenir »…
Bref, revenons à nos électrons.
Quand ils ont été libérés, ces électrons libres se déplacent tous dans le sens de la sollicitation, et créent… le courant électrique !
Si l’on utilise des fils en cuivre comme fils électriques (ou du fil de fer pour les clôtures), c’est tout simplement parce que les métaux sont des matériaux qui possèdent des électrons libres, à la différence des matériaux isolants comme le plastique qui eux n’en ont pas.
Une petite parenthèse importante
Certaines informations, au premier abord inintéressantes et/ou peu agréables à retenir, sont pourtant essentielles à la compréhension de l’électricité.
Un enfant qui commence à parler et apprend sa langue maternelle au sein de sa famille, n’apprend pas par cœur du vocabulaire ni de la grammaire.
Il se contente de répéter les mots qu’on lui dit et désignant un objet, un animal, une personne, etc.
Il se produit naturellement dans son cerveau une association entre les mots et leurs représentations visuelles.
Pour les tournures de phrases, il en va de même, accompagnées là aussi des intentions adaptées.
Tout est basé sur l’association visuelle et la répétition (d’où l’importance de bien parler à ses enfants 😉 ), et la mémoire s’occupe du reste 🙂 !
Et bien ici, pour l’apprentissage de l’électricité, c’est pareil.
Ne cherchez pas à retenir par cœur ce que je vous dis.
Laissez-vous imprégner, visualisez, et les exercices pratiques à venir faciliteront la mémorisation.
Fin de la parenthèse, revenons à nouveau à nos électrons !
Les électrons sont de polarité négative :
Comme il se la pète à voyager beaucoup, je lui ai mis des lunettes,
et le trait bleu, c’est le signe négatif 😉 !
Les noyaux (composés d’un nombre égal de Protons (P comme Positif) et de Neutrons (N comme Neutre)), sont de polarité positive :
En temps normal, il y a équilibre parfait entre le nombre d’électrons et le nombre de protons.
Exemple : 5 protons et 5 électrons = atome équilibré
Les électrons libres, donc en mouvement, sont attirés par les noyaux (les opposés s’attirent).
Les atomes qui ont perdu des électrons, donc ayant un nombre supérieur de protons, prennent une polarité positive.
Exemple : 5 protons et 4 électrons = atome à polarité positive
De la même manière, les noyaux qui ont gagné des électrons libres, donc ayant un nombre supérieur d’électrons, prennent une polarité négative.
Exemple : 5 protons et 6 électrons = atome à polarité négative
La circulation des électrons libres continuera de noyaux en noyaux (d’atomes en atomes), aussi longtemps que subsistera la sollicitation à l’origine de la circulation des électrons libres, ou tant que l’équilibre protons-électrons n’aura pas été obtenu.
Faire tourner un aimant à l’intérieur d’une bobine de fil de cuivre est un exemple de sollicitation :
Schéma de principe d’une dynamo de vélo
Un courant d’électrons libres circule dans la bobine, c’est un courant électrique.
Dès que la rotation de l’aimant s’arrête, les électrons libres retrouvent une place et équilibrent les noyaux, le courant s’arrête.
Dans une pile ou une batterie, la sollicitation à été faite et le déséquilibre protons-électrons a été stabilisé par une action chimique.
Il y a d’un côté des atomes à polarité positive (la borne + , en manque d’électrons), et de l’autre des atomes à polarité négative (la borne – , avec un excédent d’électrons).
L’utilisation de ce « générateur » (pile ou batterie), en alimentant par exemple une ampoule, provoque un mouvement des électrons libres d’une borne à l’autre :
Ces derniers sont attirés par les noyaux en manque d’électrons (à polarité positive).
La pile ou la batterie est déchargée une fois que tous les électrons ont équilibré les protons des noyaux.
On a conservé par convention la fausse croyance initiale que le courant électrique va du + vers le -, alors que vous venez de constater que le courant électrique est un mouvement d’électrons de charge négative attirés par des protons de charge positive, et qui va bien du – vers le +.
Ça va 😉 ?
Vous êtes toujours avec moi 😉 ?
On fait une pause café, et on se retrouve après pour la suite 😉 !
