Technique et découverte | Mécatronique
1. Le modèle réduit démarre
Tu mets des piles dans une petite voiture télécommandée. Tu appuies sur la commande : les roues se mettent à tourner.
Un petit moteur électrique rend cela possible. Il a besoin d’énergie électrique pour fonctionner. Pour que le moteur tourne, un courant électrique doit circuler.
Mais qu’est-ce qui circule exactement dans les fils ?
2. Qu’est-ce que le courant électrique ?
Toute matière est constituée d’atomes. Dans leur noyau se trouvent notamment des protons, qui portent une charge électrique positive. Les électrons, qui portent une charge négative, se trouvent autour du noyau.
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 métalliques, ce sont les électrons qui assurent ce transport. Les protons restent liés aux noyaux des atomes.
Voici un détail intéressant : les électrons se déplacent relativement lentement dans le métal. En revanche, l’effet électrique se propage très rapidement le long du fil.
3. Qu’est-ce que l’intensité du courant ?
L’intensité du courant indique la quantité de charge électrique qui traverse un point du circuit pendant une durée donnée.
On utilise la lettre I pour désigner l’intensité du courant. Son unité est l’ampère (A).
La relation 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.
Attention : l’intensité du courant ne décrit 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 en mécatronique ?
Les moteurs électriques entraînent des véhicules, des machines, des systèmes de transport et des robots.
L’intensité du courant permet de décrire le fonctionnement électrique de ces moteurs. Elle est notamment importante pour choisir correctement les câbles, les alimentations électriques et les dispositifs de protection.
Au démarrage, l’intensité du courant d’un moteur électrique peut être momentanément plus élevée qu’en fonctionnement normal. Il faut en tenir compte lors du choix des composants électriques.
5. Vérifie ce que tu as compris
Un moteur électrique fonctionne. En une seconde, une quantité de charge électrique plus importante traverse maintenant une section du fil qu’auparavant.
Qu’est-ce que cela signifie pour l’intensité du courant ? Quel est son symbole ?
Afficher la solution
Solution : 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. L’essentiel à retenir
Le courant électrique est le déplacement ordonné de charges électriques.
Dans les fils métalliques, les électrons transportent les charges électriques.
L’intensité du courant indique la quantité de charge électrique transportée pendant une durée donnée.
Le symbole de l’intensité est (I), et son unité est l’ampère (A).
La formule est I = Q/t.