Technique et découverte | Énergies renouvelables
1. Soleil, panneau solaire et ventilateur
Tu places un petit ventilateur à côté d’un panneau photovoltaïque. Si le panneau reçoit suffisamment de lumière et que le circuit électrique est correctement réalisé, le ventilateur se met à tourner.
Mais que se passe-t-il entre le panneau solaire et le moteur ? Qu’est-ce qui circule dans les fils lorsque le ventilateur fonctionne ?
La réponse est : le courant électrique. Pour comprendre ce que cela signifie, regardons ce qui se déplace dans les fils.
2. Qu’est-ce que le courant électrique?
Toute matière est constituée d’atomes. Dans les noyaux des atomes se trouvent notamment des protons, qui portent une charge électrique positive. Les électrons, qui portent une charge négative, se trouvent autour des noyaux.
Dans les fils métalliques, par exemple en cuivre, certains électrons peuvent se déplacer. Lorsqu’ils se déplacent de manière ordonnée, ils transportent des charges électriques.
Le courant électrique est le déplacement ordonné de charges électriques.
Dans les fils de cuivre, ce sont les électrons qui assurent ce transport. Les protons restent liés aux noyaux des atomes.
Les électrons se déplacent relativement lentement dans le métal. En revanche, l’effet électrique se propage très rapidement le long du fil. Les électrons n’ont donc pas besoin de parcourir tout le chemin entre le panneau solaire et le ventilateur pour que celui-ci réagisse.
3. Qu’est-ce que l’intensité du courant?
Imagine que tu puisses compter la quantité de charge électrique qui traverse une section du fil en une seconde.
C’est précisément ce que décrit l’intensité du courant : elle indique la quantité de charge électrique transportée pendant une durée donnée.
Son symbole est I et son unité est l’ampère (A).
La formule est la suivante :
Avec :
- I : intensité du courant, en ampères (A)
- Q : charge électrique, en coulombs (C)
- t : durée, en secondes (s)
Un ampère correspond à un coulomb de charge électrique par seconde.
Si une plus grande quantité de charge électrique est transportée pendant la même durée, l’intensité du courant augmente.
L’intensité ne décrit donc pas la vitesse de déplacement d’un seul électron. Elle indique la quantité de charge électrique transportée pendant une durée donnée.
4. Pourquoi est-ce important dans les énergies renouvelables?
Les installations photovoltaïques transforment la lumière du soleil en énergie électrique. Le courant produit peut servir à alimenter des appareils, à recharger des batteries ou à injecter de l’électricité dans un réseau.
L’intensité du courant est une grandeur importante pour concevoir et faire fonctionner ces installations. Elle intervient notamment dans le choix des câbles, des régulateurs de charge et des composants électriques.
Dans le domaine des énergies renouvelables, on retrouve donc l’intensité du courant à différentes étapes : la production, le stockage et l’utilisation de l’énergie électrique.
5. Vérifie ce que tu as compris
Un panneau photovoltaïque alimente un petit ventilateur. En une seconde, une quantité de charge électrique plus importante traverse une section du fil qu’auparavant.
Qu’est-ce que cela signifie pour l’intensité du courant ? Quel est son symbole ?
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L’intensité du courant augmente, car davantage de charges électriques sont transportées par seconde. Son symbole est (I) et son unité est l’ampère (A).6. À retenir
- Le courant électrique correspond à un déplacement ordonné de charges électriques.
- Dans les fils métalliques, les électrons transportent ces charges.
- Les protons sont positifs, mais restent liés aux noyaux des atomes.
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L’intensité du courant indique la quantité de charge électrique transportée pendant une durée donnée.
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Le symbole de l’intensité est (I), et son unité est l’ampère (A).
- La relation entre l’intensité, la charge électrique et la durée est : I = Q / t.