L'électricité expliquée
Qu’est-ce que l’électricité?
L’électricité est le mouvement de l’énergie ou de la charge électrique. C’est l’une des formes d’énergie les plus utilisées.
L’électricité que nous utilisons est connue comme une source d’énergie secondaire, car elle est produite en convertissant en énergie électrique des sources d’énergie primaires telles que le charbon, le gaz naturel, l’énergie nucléaire, l’énergie solaire, l’eau et l’énergie éolienne. L’électricité est également considérée comme un vecteur d’énergie. Cela signifie qu’elle peut être convertie en d’autres formes d’énergie comme l’énergie mécanique ou la chaleur. Les sources d’énergie primaires sont des énergies renouvelables ou non renouvelables, mais l’électricité que nous utilisons n’est ni renouvelable ni non renouvelable.
La science
La science de l’électricité commence par un atome. Certains atomes ont des électrons qui peuvent être plus facilement retirés que d’autres. On les appelle des conducteurs. Dans les molécules de cuivre, l’électron de valence extérieur est le seul dans son orbite et peut facilement être retiré. Ce phénomène est similaire à celui d’atomes comme l’or et l’argent, mais le cuivre est plus facilement disponible et à un coût bien inférieur. C’est la raison pour laquelle le cuivre est le plus souvent utilisé pour faciliter l’électricité.
Les isolants sont utilisés pour envelopper les conducteurs d’électricité afin d’empêcher les électrons de s’échapper une fois qu’ils ont été dénudés. Les isolateurs contiennent des atomes qui retiennent fermement leurs électrons et limitent le flux d’électrons d’un atome à l’autre. Les électrons étant étroitement liés, ils ne sont pas en mesure de se déplacer librement. Les matériaux isolants les plus courants sont le verre, le plastique, le caoutchouc, l’air et le bois. Les isolants peuvent être utilisés pour nous protéger des effets dangereux de l’électricité qui circule dans les conducteurs. C’est ce que l’on constate dans les semelles épaisses en caoutchouc des souliers de travail.
En réunissant des isolants et des conducteurs, on obtient le câblage idéal pour transmettre l’électricité. Toutefois, il subsiste un problème : une fois les électrons dénudés, ils peuvent se déplacer dans n’importe quelle direction. Pour produire de l’électricité, il faut que les électrons circulent dans la même direction au même moment. Pour résoudre ce problème, on utilise un circuit pour organiser les électrons. Un circuit électrique est un chemin dans lequel circulent les électrons provenant d’une source de tension ou de courant.
Les électrons circulent de manière constante dans un circuit tant qu’une batterie ou un générateur crée un champ électrique à l’intérieur du fil. Ce mouvement d’électrons autour d’un circuit est appelé courant électrique. Le courant électrique peut être soit direct, comme une batterie qui ne va que dans une seule direction, soit alternatif, où le courant se déplace plutôt comme un tir à la corde.
Tension et fréquence
La tension est ce qui pousse les électrons dans un circuit. Dans cette centrale électrique, la tension est produite par la pression de la source d’énergie d’un circuit électrique (générateur) qui pousse les électrons chargés (courant) dans une boucle conductrice (circuit). En général, plus la tension est élevée, plus le courant circule. En Amérique du Nord, les domiciles ont des câbles de 120 et 240 volts.
Lorsqu’elle fonctionnait, des champs magnétiques étaient créés à l’intérieur des générateurs de la centrale en enroulant des fils de cuivre autour d’un aimant fixe. Lorsque les électrons passaient devant l’extrémité positive de l’aimant, ils étaient poussés dans une direction. Les électrons se déplaçaient d’autant plus rapidement qu’ils étaient proches de l’aimant, et d’autant plus lentement qu’ils en étaient éloignés. Ensuite, lorsque les électrons passent du côté négatif de l’aimant, ils sont poussés dans la direction opposée. Cela a créé une vague, le mouvement d’électrons passant du négatif au neutre puis au positif. Ce phénomène est appelé une phase.
Un cycle complet du positif au négatif s’appelle une fréquence. Le nombre de fois qu’un courant électrique change de direction en une seconde est mesuré en hertz (Hz). Pendant leur fonctionnement, les générateurs de cette centrale tournaient à une vitesse de 25 fois par seconde, entraînant le changement de direction du courant le même nombre de fois, soit une fréquence de 25 Hz.
